Batterie-Kennzahlen verstehen
Anders als bei der Füllstandsanzeige eines Benzintanks, wo man einfach die Flüssigkeitsmenge ablesen kann, fehlt bei Elektrofahrzeugen ein ähnlicher Mechanismus für die Batterien. Daher sind Angaben zum Batteriestand komplex und basieren auf fundierten Schätzungen.
Der Ladezustand, die Reichweite und die Kapazität der Batterie werden vom Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs geschätzt, das oft als BMS bezeichnet wird.
In diesem Artikel wird erklärt, wie verschiedene Akku-Kennzahlen berechnet werden und welche kontraintuitiven Eigenheiten sich daraus ergeben.
Akkustand
Der Ladezustand ist der vom Fahrzeug angezeigte Prozentsatz, von 0 % bis 100 %.
Diese Zahl gibt an, wie viel nutzbare Energie nach Einschätzung des Fahrzeugs noch in der Batterie vorhanden ist. Das bedeutet nicht, dass die Batterie bei 0 % physisch leer ist oder dass sie bei 100 % ihre absolute physikalische Grenze erreicht hat.
Das liegt daran, dass EV-Batterien über integrierte Sicherheitspuffer verfügen. Diese Puffer tragen dazu bei, die Batterie vor Schäden zu schützen, da Lithium-Ionen-Batterien Schaden nehmen können, wenn sie zu stark entladen werden.
Reichweite
Die Reichweite, auch als Nennreichweite bezeichnet, ist die vom Fahrzeug geschätzte Strecke, die es mit der aktuellen Batterieladung zurücklegen kann.
Die Reichweite basiert auf einer festen Annahmen zum Wirkungsgrad, der sich nach der offiziellen Klassifizierung des Fahrzeugs richtet, die von der zuständigen Behörde des Landes festgelegt wurde. Sie beantwortet die Frage:
„Wie weit kann das Auto fahren, wenn es Energie mit dem offiziell angegebenen Wirkungsgrad verbraucht?“
Die Reichweite ändert sich in der Regel vorhersehbar mit dem Ladezustand der Batterie. Wenn das Fahrzeug bei 100 % 300 Meilen anzeigt, sind es bei 50 % in der Regel 150 Meilen.
Die Nennreichweite ist nützlich, um die Leistung der Batterie im Laufe der Zeit zu vergleichen, aber sie ist kein verlässlicher Indikator für deine tatsächliche Reichweite, da das Fahren im Alltag oft nicht zu 100 % effizient ist.
Kapazität
Die Batteriekapazität ist die Schätzung des Batteriemanagementsystems, wie viel Energie die Batterie speichern kann; sie wird in der Regel in Kilowattstunden (kWh) angegeben.
Es gibt zwei Hauptmaße für die Kapazität:
Gesamtkapazität: Die aktuelle Kapazität des Akkus, einschließlich der Energie, die möglicherweise nicht für den normalen Fahrbetrieb zur Verfügung steht, da das Fahrzeug zum Schutz des Akkus eine Reserve einbehält.
Verfügbare Kapazität: Der Teil der Batterie, den du laut Fahrzeugangaben zum Fahren nutzen kannst.
Das Fahrzeug schätzt die Kapazität anhand der Batteriespannung, des Stromflusses, der Temperatur, des Lade- und Entladeverlaufs, des Zellverhaltens und anderer Daten aus dem Batteriemanagementsystem.
Da es sich um einen Schätzwert handelt, kann die Kapazität im Laufe der Zeit leicht schwanken. Geringfügige tägliche Schwankungen sind normal und bedeuten nicht, dass sich die Leistung der Batterie plötzlich verschlechtert oder verbessert hat.
Ein Leistungsabfall tritt im Laufe der Zeit regelmäßig auf.
Ladezustand und Kapazität stimmen nicht ganz überein
Der Ladezustand in Prozent und die Kapazität in kWh hängen zusammen, stimmen aber nicht immer überein.
Ein Fahrzeug mit einer geschätzten nutzbaren Kapazität von 75 kWh verfügt beispielsweise bei einer Ladung von 50 % nicht unbedingt über genau 37,5 kWh.
Das liegt daran, dass der Akkustand auf der vom Fahrzeug geschätzten nutzbaren Kapazität basiert, wobei Sicherheitsreserven berücksichtigt werden.
Ein Akkustand von 0 % bedeutet nicht, dass der Akku tatsächlich leer ist
Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass eine Akkustandsanzeige von 0 % bedeutet, dass der Akku leer ist. Das stimmt aber nicht.
Wenn eine E-Auto-Batterie wirklich auf 0 kWh entladen würde, könnte sie dauerhaft beschädigt werden. Lithium-Ionen-Batterien müssen innerhalb eines sicheren Spannungsbereichs bleiben, daher schützt das Fahrzeug den Akku, indem es unterhalb eines Ladezustands von 0 % noch Energie reserviert.
Das heißt aber nicht, dass es gut ist, die Batterie bis auf 0 % zu entladen. Der untere Puffer dient als Schutz, nicht als normaler Nutzungsbereich. Wenn du die Batterie wiederholt sehr stark entlädst, kann das die Batterie zusätzlich belasten und dazu führen, dass das Fahrzeug nicht mehr normal fahren oder laden kann.
Die Reichweite ändert sich im Laufe der Zeit
Die Reichweite, die du während der Fahrt tatsächlich erzielst, kann sich aus vielen Gründen ändern, darunter:
- Alter der Batterie
- Akkuverbrauch
- Temperatur
- Aktuelle Fahrleistung
- Reifendruck
- Rad- und Reifengröße
- Software-Updates
- Batteriekalibrierung
- Nutzung der Klimaanlage
- Fahrgeschwindigkeit
- Höhenunterschiede
- Wetterbedingungen
Das ist völlig normal. Dein Fahrzeug führt ständig Berechnungen durch, lernt dazu und passt sich an den Ladezustand der Batterie sowie an die Umgebungsbedingungen an.
Warum sich die Akku-Werte nach dem Laden und der Kalibrierung ändern
Das Batteriemanagementsystem lernt ständig dazu.
Die Batteriewerte werden oft genauer, sobald das Fahrzeug die Batterie über einen breiten Bereich von Ladezuständen hinweg beobachten konnte. Deshalb erhöht die Kalibrierung des BMS die Genauigkeit der Batteriewerte des Fahrzeugs.