Wie funktioniert die Batterie?

Die Schlüsselkomponente Batterie ist als Energielieferant das zentrale Bauteil, da sie entscheidend sowohl die Reichweite als auch die Fahrzeugkosten beeinflusst.


 

 

Antriebsbatterie

Die Batterie ist als Energiespeicher das zentrale Bauteil, da sie sowohl die Reichweite als auch die Fahrzeugkosten entscheidend beeinflusst. Das Herzstück jeder Batterie ist die Batteriezelle, auf die auch der größte Teil der Wertschöpfung entfällt.
Diese Zellen basieren aktuell auf der Lithium-Ionen-Technologie, welche eine hohe Energiedichte und eine hohe Lebensdauer hat und eine Vielzahl von Ladezyklen gewährleistet. Trotz → Forschung an anderen Technologien, bleiben Lithium-Ionen-Batterien auch die nächsten Jahre Stand der Technik.

Die Batterien in aktuellen Elektro-Pkw haben typischerweise eine Kapazität von 40 bis 100 Kilowattstunden (kWh) und wiegen 300 bis 600 kg. Damit sind dann – je nach → Fahrzeug – reale Reichweiten von 250 bis 500 km möglich.
Das entspricht einem Verbrauch von 15 bis 20 kWh pro 100 kmbzw. ungefähr dem Energiegehalt von 2 Litern Benzin.
Grund für den niedrigen Verbrauch ist der dreimal höhere Wirkungsgrad des Elektromotors im Vergleich zum Verbrennungsantrieb.

 

 


 

 

Sicherheit

Mittlerweile haben Lithium-Ionen-Batterien durch Standards und Normen eine hohe Sicherheitsstufe erreicht. Ein Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht und reguliert Stromstärke, Spannung, Temperatur und Ladezustand auf Zell- und Systemebene. Das Risiko eines Brandes ist vergleichsweise gering, da das Hochvoltsystem durch die Crashsensorik bei einem Unfall sofort abgeschaltet wird. → Crashtests der DEKRA haben gezeigt, dass Fahrer von Elektrofahrzeugen durch die Batterie keinem höheren Risiko ausgesetzt sind.

 

 


 

 

Lebensdauer und Recycling

Die heutigen Batterien sind für mehrere Tausend Lade- und Entladezyklen ausgelegt. Betriebstemperatur, Häufigkeit und Intensität des Ladens beeinflussen die Haltbarkeit der Batterie. Hier garantieren die Hersteller, dass die Batterien selbst unter ungünstigsten Bedingungen nach 7 bis 8 Jahren noch mindestens 70 bis 80 % ihrer Kapazität besitzen. Fällt die Kapazität unter diesen Wert, wird ein Wechsel der Batterie empfohlen.

Das Ende der Lebensdauer ist dann aber noch lange nicht erreicht. Vielmehr erwartet die „gealterten“ Batterien durchaus noch für weitere 10 bis 12 Jahre ein → zweites Leben als Stromspeicher. Erst danach werden die Batterien → recycelt und wieder in den Rohstoff-Kreislauf zurückgeführt.

 

 


 

 

Kosten der Batterie

60 bis 80 % der Wertschöpfung am Batteriesystem wird durch die Zellen bestimmt. Die Preise von Lithium-Ionen-Batterien sinken deutlich schneller, als noch vor einigen Jahren erwartet.
Heutzutage liegen die Preise bei rund 100 € pro Kilowattstunde. Prognosen gehen davon aus, dass die Kosten in den nächsten Jahren noch weiter fallen.
Dies betrifft sowohl die Preise für die Batteriezellen als auf für die Batterie-Packs (Quelle).

Hersteller vor allem aus Asien

Gegenwärtig wird der Markt für Lithium-Ionen-Zellen im Transportsektor von den asiatischen Herstellern aus China und Südkorea dominiert. Der Anteil europäischer Hersteller ist aktuell gering, soll in Zukunft jedoch stark ausgebaut werden.

Die nebenstehende Grafik gibt einen Überblick über die führenden Batteriehersteller-Länder.

 

 

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