Batterien von Elektroautos halten länger als erwartet

Neue Forschungsergebnisse des SLAC-Stanford Battery Center (eine Zusammenarbeit zwischen der Stanford University und dem SLAC National Accelerator Laboratory) zeigen, dass Batterien von Elektrofahrzeugen unter realen Bedingungen wie starkem Verkehr, Langstreckenfahrten, kurzen Stadtfahrten und langen Parkzeiten etwa 30 Prozent länger halten können als bisher angenommen.

Dies bedeutet, dass Besitzer von Elektroautos möglicherweise mehrere Jahre lang keine teuren Batterien austauschen oder ein neues Auto kaufen müssen.

Frühere Methoden zum Testen von Batterien waren nicht genau.

Bisher testeten Forscher die Batterielebensdauer im Labor in der Regel durch wiederholtes Laden und Entladen mit einer festen Rate.

Allerdings stellte die am 9. Dezember in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlichte Studie fest, dass derartige Tests nicht dazu geeignet seien, die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen im alltäglichen Gebrauch, etwa auf dem Weg zur Arbeit, bei Zwischenstopps im Supermarkt oder beim längeren Parken, vorherzusagen.

Elektroauto
Unter realen Bedingungen können viele Faktoren dazu beitragen, die Lebensdauer der Batterien von Elektrofahrzeugen zu verlängern. Foto: Vinfast

angenehme Überraschung

Die Forscher entwickelten basierend auf realen Fahrdaten vier verschiedene Batterieentlademuster, von festen bis zu dynamischen Entlademustern. Sie testeten über zwei Jahre hinweg 92 handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien und fanden heraus, dass die Lebensdauer der Batterie umso länger war, je besser das Entlademuster dem realen Fahrverhalten entsprach.

Ein zur Analyse der Daten verwendeter Algorithmus für maschinelles Lernen zeigte, dass Faktoren wie schnelles Beschleunigen, starkes Bremsen – wodurch die Batterie teilweise aufgeladen wird – und lange Leerlaufzeiten den Batterieverschleiß verlangsamen. So schadet beispielsweise eine plötzliche Beschleunigung über einen kurzen Zeitraum der Batterie nicht, wie bislang angenommen, und kann sogar zu einer längeren Lebensdauer der Batterie beitragen.

Zwei Hauptursachen für Batterieverschleiß

Das Team unterschied außerdem zwischen Verschleiß durch mehrere Lade-Entlade-Zyklen und natürlichem Verschleiß im Laufe der Zeit.

Bei Elektrofahrzeugen, die täglich für den Arbeitsweg oder den Lebensmitteleinkauf genutzt werden, ist die Zeit, in der das Fahrzeug nicht genutzt wird, und nicht die Anzahl der Lade- und Entladezyklen die Hauptursache für den Batterieverschleiß.

Anwendungen und Zukunft

Die Studienergebnisse legen nahe, dass Automobilhersteller die Batteriemanagementsoftware aktualisieren könnten, um die Batterielebensdauer unter realen Nutzungsbedingungen zu optimieren. Gleichzeitig können Forscher auf Grundlage dieser Erkenntnisse fortschrittlichere Designs und Algorithmen zur Batteriesteuerung entwickeln.

Diese Forschung eröffnet insbesondere die Möglichkeit, dasselbe Prinzip auch auf andere Energiespeichergeräte sowie auf physikalische Materialien und Geräte wie Kunststoffe, Glas, Solarzellen und Biomaterialien in Implantaten anzuwenden, nicht nur auf Batterien für Elektrofahrzeuge.

„Diese Arbeit unterstreicht, wie stark die Kombination spezialisierter Felder wie Materialwissenschaft, Modellierung und maschinelles Lernen zur Förderung von Innovationen beitragen kann“, sagte die Forscherin Simona Onori.

(Laut StanfordReport)

Was können wir vom Land mit dem größten Kauf von Elektroautos lernen, das uns den Respekt des Milliardärs Elon Musk einbringt? Norwegen gilt als leuchtendes Beispiel für den Übergang zu nachhaltigem Verkehr. Die Norweger haben so viele Teslas gekauft, dass Elon Musk seine Bewunderung für die Unterstützung des Landes für Elektroautos zum Ausdruck brachte.