Batterien – welche ist die Richtige
Batterien entscheiden ausschlaggebend über die Leistungsdaten von Elektroautos. In diesem Beitrag werden Sie mehr über die verwendeten Technologien erfahren und wieso sie bei evoe Elektroautos eingesetzt werden. Zudem gibt es eine Entscheidungshilfe, welche Batterie für welchen Einsatzzweck die Richtige ist.
Umgangssprachlich benutzen wir den Begriff „Batterie“ für verschiedene chemische Batteriespeichersysteme. Neben Einwegbatterien (primäre Batterien) gibt es wiederaufladbare Batterien (sekundäre Batterien) oder auch Akkumulatoren genannt. In diesem Beitrag werden wir sie ganz allumfassend als Batterien bezeichnen.
In Fahrzeugen von evoe werden zwei verschiedene Batterietechnologien eingesetzt. Standardmäßig sind Blei-Gel Batterien verbaut. Wenn die Ansprüche an die Reichweite höher sind oder ein geringeres Fahrzeuggewicht gewünscht wird, können die Fahrzeuge aber auch mit Lithium-Ionen Batterien ausgestattet werden. Welche besser zum Einsatzzweck geeignet ist und für welche man sich entscheiden sollte ist manchmal nicht leicht…oder doch?
Blei-Gel – Hightech trifft günstigen Preis
Die in evoe Elektroautos eingebauten Blei-Gel Batterien sind als Antriebsbatterien konzipiert. Das bedeutet, dass sie zyklenfest sind und ohne nennenswerten Verschleiß pro Zyklus entladen und wieder geladen werden können. Nicht zyklenfeste Batterien hingegen können z. B. die Spannung über einen langen Zeitraum halten, verschleißen bei Benutzung aber erheblich. Man sieht, dass ein und die selbe Batterietechnologie, für unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen sein kann.
Die Qualität einer Batterie ist für den Laien ohne besondere technische Hilfsmittel nicht erkennbar. Selbst Markennamen sind heutzutage kein Indiz mehr für eine lange Haltbarkeit. Batterien unterschiedlicher Kapazität können auch aus verschiedenen Fabriken kommen, was die Qualitätsbeurteilung immer wieder neu auf den Prüfstand stellt.
Die bei evoe Elektroautos verwendeten Antriebsbatterien besitzen z. B. dicke Bleiplatten, welche unempfindlich gegenüber Erschütterungen sind. Bei entladenem Zustand haben sie zusätzlich mehr Reserven gegen Beschädigungen durch Sulfatierung.
Zwischen den Bleiplatten befindet sich Gel, welches in Kieselsäure gebunden ist und für den chemischen Prozess benötigt wird. Gegenüber Blei-Säure Batterien haben diese für unser Einsatzgebiet wichtige Vorteile:
- verschlossen haben sie eine längere Haltbarkeit
- Wartungsfrei
- es bildet sich kein austretendes Knallgas
- es entsteht kein unangenehmer Geruch
- Lageunabhängig sind sie auslaufsicher und falls es zu einer Beschädigung des Gehäuses kommt kann keine Flüssigkeit auslaufen
Beim Laden wird ein spezielles Ladegerät benötigt um Schäden an den Batterien zu vermeiden. Die in evoe Elektroautos verbauten Batterien dürfen daher nicht ohne genaue Kenntnisse mit einem Anderem als dem verbautem Ladegerät geladen oder entladen werden.
Warum müssen Blei-Gel Batterien dann doch irgendwann ausgetauscht werden?
Batterien verschleißen durch chemische Prozesse, die durch den Lade- oder Entladevorgang verursacht werden. Zudem unterliegt auch die Gelfüllung einer Alterung bedingt durch Temperatur und Diffusion von Wasser aus dem Gel nach außen.
Standardmäßig beträgt die Zyklenhäufigkeit (vollständiges Endladen und wieder Laden) unserer Blei-Gel Batterien 600 Zyklen. Wenn die Batterien jedoch nicht immer vollständig entladen oder geladen werden, erhöht sich die Zyklenzahl jedoch. Dabei beträgt die Restkapazität, auch Amperestunden (Ah) genannt, immer noch 80% der Ausgangskapazität.
In der Praxis werden sie daher erst dann getauscht, wenn sie irgendwann nicht mehr die benötigte Kapazität und somit Reichweite leisten können.
Wie können Blei-Gel Batterien lange ihre Anfangskapazität halten?
- Ladezustand idealer Weise zwischen 20% und 80%.
- Gelegentliches Volladen (Balancing)
- Im Winter werden die Batterien durch anfänglich ruhige Fahrweise erst auf Temperatur gebracht.
- Im entladenen Zustand keinen sehr tiefen Temperaturen aussetzen.
Um das Balancing zu unterstützen bietet evoe ein optionales Batteriemanagementsystem an. Beim Balancing werden Spannungsunterschiede der einzelnen Batteriepakete wieder ausgeglichen und somit der Verschleiß des gesamten Systems verringert.
Lithium–Ionen–Batterien – gut, aber imm notwendig?
Bei diesem Batterietyp findet sich Lithium in allen 3 Phasen der elektrochemischen Zellen wieder. Einzelne Zellen, die so aussehen wie ganz normale AA Batterien, werden zu „Batterien“, meistens in einem Kunststoffgehäuse welches den Blei-Gel Batterien ähnelt, zusammen gefügt. Durch die verschlossene Bauform ist auch diese Batterie lageunabhängig verbaubar und somit auslaufsicher.
Warum in evoe Elektroautos dieser Batterietyp zusätzlich erhältlich ist liegt in der höheren Energiedichte und der daraus resultierenden Gewichtsersparnis sowie der Vergrößerung der Reichweite.
So hat ein und das selbe Fahrzeug mit Lithium-Ionen Batterien wenn wir das Modell Eidola 80 betrachten etwa 120 kg weniger Gewicht und bis zu 100 km mehr Reichweite. Gerade Gewicht spielt bei der Fortbewegung eine entscheidende Rolle, da zur Beschleunigung weniger Energie und somit „Strom“ benötigt wird. Zusätzlich verbessert sich das Fahr- und Kurvenverhalten sowie die Beschleunigung.
Lithium-Ionen Batterien stehen bei der Stromentnahme sowie beim Ladevorgang unter genauer Kontrolle. Die einzelnen Zellen, die in den Batterien zusammengefügt sind, müssen einzeln überwacht werden um Schäden durch Überladung oder Unterspannung zu vermeiden.
Keine Leistung ohne Verschleiß
Auch Lithium-Ionen Batterien unterliegen dem Verschleiß durch Alterung, hohen Temperaturen und den in Ihnen stattfindenden chemischen Prozessen. Daher müssen auch diese irgendwann ausgetauscht werden, wenn die Reichweite ihres evoe Elektroautos nicht mehr ausreicht.
Im Vergleich zu Blei-Gel Batterien wird dieses aber erst nach respektiven 1000 Zyklen der Fall sein, welches die höheren Anschaffungskosten zum Teil mit relativiert.
Wie Lithium-Ionen Batterien geschont werden können
Genauso wie für Blei-Gel Batterien gilt:
- Ladezustand idealer Weise zwischen 20% und 80%.
- Gelegentliches Volladen (Balancing)
- Im Winter werden die Batterien durch anfänglich ruhige Fahrweise erst auf Temperatur gebracht.
- Im entladenen Zustand keinen sehr tiefen Temperaturen aussetzen.
Bei Lithium–Ionen–Batteriepaketen ist ein genaues Balancing (Spannungsgleichheit) sehr wichtig. Daher ist in diesen Fahrzeugen ein Batteriemanagementsystem, auch BMS genannt, standardmäßig vorhanden.
Welche ist nun die Richtige?
Eine Blei-Gel Batterie ist ein ebenbürtiger Energiespeicher wie eine Lithium-Ionen Batterie und ebenfalls ein High-Tech Produkt. Dieses schafft man durch einen unschlagbaren Preis für diese über Jahrzehnte bewährte Technik. Dabei stellt sie nicht nur einen günstigen Kompromiss dar. Für das Einsatzgebiet von lokalen Fahrten sind daher die günstigeren Blei-Gel Batterien für evoe Elektroautos mehr als ausreichend und werden erst abgelöst werden, wenn die Kosten irgendwann unter denen von Lithium-Ionen Batterien fallen. Von daher kann die Entscheidung ganz danach getroffen werden, welche Reichweite zur Verfügung stehen muss und ob man in den Genuss des geringeren Fahrzeuggewichtes kommen möchte.