Batterien von Elektroautos

Die Traktionsbatterie eines Elektroautos speichert Energie chemisch und versorgt den Antrieb mit Strom. Diese Reihe erklärt, wie ihre technischen Eigenschaften, ihr Aufbau und ihre Regelung das Fahren, Laden und den Fahrzeugbesitz beeinflussen. US-Energieministerium: Wie Batterien Energie speichern und abgeben US-Energieministerium: Wie reine Elektroautos funktionieren

Worauf es beim Vergleich von Elektroautobatterien ankommt

Klären Sie zunächst, was eine Kapazitätsangabe misst. Die Bruttokapazität ist die vom Hersteller angegebene Gesamtenergie, bevor das für den Fahrer zugängliche Betriebsfenster festgelegt wird. EVKX definiert die Netto- oder nutzbare Kapazität als sämtliche Energie, die von angezeigten 100 % bis zum Stillstand des Antriebs zugänglich ist, einschließlich einer eventuell nutzbaren Reserve unterhalb von angezeigten 0 %. Hersteller können bei Angaben zur Netto- oder nutzbaren Kapazität andere Grenzen verwenden.

Die Energie im angezeigten Bereich von 100–0 % schließt diese Reserve unter null aus. Nicht zugängliche Schutzpuffer liegen außerhalb der Nettokapazität. Das Kapitel Batteriepuffer und nutzbare Kapazität erklärt diese Größen und warum sich aus der Differenz zwischen Brutto und Netto nicht ableiten lässt, wie viel Energie bei angezeigter Null noch vorhanden ist.

Die Reichweite hängt sowohl von der verfügbaren Energie als auch vom Fahrzeugverbrauch ab. Nehmen wir zur Veranschaulichung an, dass beiden Fahrzeugen 60 kWh zum Fahren zur Verfügung stehen. Bei einem Verbrauch von 16 kWh/100 km ergeben sich 375 km; bei 24 kWh/100 km sind es 250 km. Beide Rechnungen verwenden die aus der Batterie entnommene Energie und nicht den von einer Ladesäule abgerechneten Strom. Diese Entfernungen dienen der Veranschaulichung bei konstantem Verbrauch und sind keine Prognosen für bestimmte Autos.

Vergleichen Sie beim Laden die benötigte Zeit und die nachgeladene Energie innerhalb eines angegebenen Ladefensters, bei festgelegter Batterietemperatur und Ladeausrüstung. Die Spitzenleistung beschreibt einen Punkt der Ladekurve. Das Kapitel Batterieladen erklärt, wie die Grenzen von Batterie, Fahrzeug und Ladestation den weiteren Verlauf des Ladevorgangs bestimmen.

LFP beschreibt die Zellchemie; prismatisch beschreibt das Zellformat. Weniger Modulbauteile können die Masse des Batteriepakets senken, während verklebte Baugruppen den Austausch einzelner Zellen erschweren können. Auch strukturelle Batteriepakete können Module enthalten. Batteriepakete erklärt diese Konstruktionsentscheidungen und ihre Folgen für Reparaturen.

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Grundlagen

• Batteriegrundlagen erklärt, wie Zellen Energie speichern und abgeben, und unterscheidet Spannung, Strom, Leistung und Energie.
• Zellchemie und Komponenten behandelt Elektrodenmaterialien, Elektrolyte, Separatoren und den Einfluss ihrer Kombinationen auf die Zellleistung.
• Zellformate vergleicht zylindrische, prismatische und Pouch-Zellen, einschließlich der langen prismatischen Blade-Bauform von BYD. Fraunhofer ISI: Formate von Lithium-Ionen-Batteriezellen (2022)
• Batteriepakete erklärt elektrische Verbindungen, Module, strukturelle Integration, Energiedichte auf Packebene und Reparierbarkeit.

Betrieb und Regelung

• Batteriemanagementsysteme erklärt, wie aus Messwerten Schätzungen des Batteriezustands, Betriebsgrenzen und Reaktionen auf Fehler entstehen.
• Thermomanagement verfolgt den Wärmetransport durch die Batterie und erklärt Kühlung, Heizung und Vorkonditionierung.
• Zellbalancierung erklärt, wie passive und aktive Verfahren Ladungsunterschiede zwischen in Reihe geschalteten Gruppen ausgleichen, um die nutzbare Energie besser zugänglich zu machen.
• Batterieladen behandelt Ladekurven, Ladezeit, Temperaturgrenzen und die Kompatibilität von Ladegeräten.
• Batteriepuffer und nutzbare Kapazität unterscheidet Bruttoenergie, Nettoenergie und Energie im angezeigten Ladefenster sowie Schutzpuffer und eine eventuell nutzbare Reserve unter null.

Fahrzeugbesitz

• Batteriedegradation erklärt dauerhaften Kapazitäts- und Leistungsverlust, Alterungsbedingungen und die Interpretation des Batteriezustands.
• Batteriesicherheit behandelt die Vermeidung und Eindämmung von Fehlern, die Aussagekraft von Sicherheitsprüfungen und das Verhalten bei Warnungen oder vermuteten Schäden.
• Batteriegarantie trennt die Absicherung gegen Defekte von Kapazitätsgarantien und erklärt anerkannte Tests, Anspruchsvoraussetzungen und Reparaturzusagen.
• Batterielebenszyklus verfolgt Diagnose, Reparatur, die Bewertung für eine Zweitnutzung und Recycling, einschließlich Batteriepässen und EU-Recyclinganforderungen.

Der Praxisleitfaden So prüfen Sie den Zustand einer Elektroautobatterie mit einer Kapazitätsschätzung zeigt, wie sich anhand von Fahrdaten die Energie über den angezeigten Ladebereich schätzen und Veränderungen verfolgen lassen. Er erklärt die Grenzen der Methode und wann ein Diagnosetest erforderlich ist; eine Schätzung aus Fahrdaten belegt allein weder einen Defekt noch einen anerkannten Garantieanspruch.

Industrie und Entwicklungen

• Batteriehersteller ordnet die wichtigsten Zelllieferanten nach installierter Energie ein und erklärt Packmontage, herstellereigene Produktion und Gemeinschaftsunternehmen.
• Neueste Fortschritte in der Batterietechnologie für Elektroautos untersucht Entwicklungen in der Serienproduktion und neue Konzepte und trennt dabei den Entwicklungsstand von der Qualität der Belege für Leistungsangaben.

Für Steckverbinder, Ladeausrüstung zu Hause und im öffentlichen Raum, bidirektionales Laden und Batteriewechsel nutzen Sie die separate Reihe Laden von Elektroautos.