Wussten Sie, dass der Nissan Leaf und der Volkswagen e-Golf keine aktive Kühlung der Batterien haben? Nissan hat das Schnellladen eingeschränkt. Volkswagen drosselt die Motorleistung, wenn Sie zu schnell fahren. Dabei spielt es keine Rolle, welche Lösung zur Temperaturregelung gewählt wird. Lesen Sie warum!
Die Qualität, die selten erwähnt wird
Moderne Elektroautos sollten über Systeme verfügen, die die Temperatur in den Batteriezellen regeln. Es ist wichtig für die Leistung, für eine schnelle Ladung der Akkus, für die Reichweite und für die Lebensdauer der Akkus. Die Werksnummern gelten nur, wenn die Batterien die richtige Temperatur haben. Die Batterien bevorzugen die gleiche Raumtemperatur wie wir Menschen. Nicht für alle Elektroautomodelle gibt es zufriedenstellende Lösungen. Wir haben versucht herauszufinden, welche Lösungen in den beliebtesten Modellen zum Einsatz kommen. Keine leichte Aufgabe, selbst für Autofreaks.
Reverse Engineering
Autohersteller präsentieren ihre Akkus bevorzugt als Blackboxes. Detaillierte Informationen geben sie in der Regel nur ungern preis. Selbst einfache Fragen wie „Wer hat die Batteriezellen hergestellt?“ können tief verwurzelt sein. Dadurch wird es deutlich schwieriger herauszufinden, wie überschüssige Wärme unter Last von den Batterien abgeleitet wird oder wie effizient an kalten Tagen Wärme zugeführt werden kann. Glücklicherweise gibt es Akteure, die ihren Lebensunterhalt damit verdienen, Dinge auseinanderzunehmen und zu dokumentieren, wie sie tatsächlich konstruiert sind – die ungeschminkte Wahrheit. Autos wie der Tesla Model 3, der BMW i3, der Opel Ampera (Chevrolet Bolt) und der Renault Zoe wurden bereits seziert.
Passive oder aktive Kühlung?
Flache oder runde Zellen?
Weltweit gibt es nur eine Handvoll Hersteller, die den gesamten Weltmarkt mit Batteriezellen beliefern. Die bekanntesten sind LG Chem, SK Innovation und Samsung SDI in Südkorea, BYD und CATL in China sowie Panasonic, ursprünglich aus Japan. Die Batteriehersteller liefern lediglich die Zellen und überlassen es den Automobilherstellern, ihre eigenen Akkupacks zu fertigen. Folgende Batteriezellentypen werden verwendet:
Beutelzellen
Fast alle modernen Akkupacks basieren heute auf flachen, in Kunststoff eingewickelten Zellen – sogenannten Pouchzellen (auch Taschenzellen oder Portemonnaiezellen genannt ). Diese lassen sich dicht aneinander stapeln (aber nicht zu dicht) – und meistens vertikal.
Prismatische Zellen
Dabei sind die Zellen mit festerem Material wie Aluminium umwickelt, das mehr Wärme aufnimmt als der Kunststoff in den Beutelzellen. Der BMW i3 und der Volkswagen e-Golf nutzen dies.
Runde Zellen
Rundzellen erinnern an Taschenlampenbatterien. Wird von Tesla verwendet, aber Toyota verwendet/wird auch Rundzellen verwenden. Diese können zudem mehr Wärme aufnehmen als die Beutelzellen.
Flüssigkeitskühlung
Tesla3
Opel Ampera/Chevrolet Bolzen
Vertikale Beutelzellen von LG Chem. Ein separater Kühlrahmen unter den Batterien mit Kühlmittelkanälen regelt die Temperatur. Aus Platzgründen sind die Batteriezellen hinten zweilagig gestapelt – als zusätzliche Erhöhung. Es ist ungewiss, ob die obersten Zellen genauso gut gekühlt werden wie die Zellen, die dem Kühlrahmen am nächsten liegen.
Audi e-tron
Jaguar I-Pace
Vertikale Beutelzellen von LG Chem. Flüssigkeitsgekühlte Temperaturregelung. Wie die Kanäle verlaufen, ist unbekannt, es wird jedoch angenommen, dass sie sich unter dem Akku befinden und aus mehreren Schleifen bestehen. Jaguar hält sich mit der Veröffentlichung detaillierter Informationen zurück.
Hyundai Kona
Beutelzellen von LG Chem. Aktives Wärmemanagement mit flüssigkeitsgekühlten Kanälen in einer Kühlplatte unter den Batterien, die bei Bedarf Wärme abtransportieren. Das System verfügt über mehrere Kreisläufe und einen eigenen Kühler. Bei Bedarf kann das System auch Wärme erzeugen. ACHTUNG! Nur Autos für die nordischen Märkte verfügen über eine Batterieheizung.
KIA eNiro
Beutelzellen von SK Innovation. Flüssigkeitskühlung. Gleiches System zum Wärmemanagement der Batterien wie beim Hyundai Kona.
Modelle, die von Luft- auf Flüssigkeitskühlung umgerüstet wurden
Hyundai ioniq
KIA e-Soul 64 kWh
Modelle ab 2020+ verfügen über Pouchzellen von SK Innovation. Verwendet das gleiche System zur Batteriekühlung und -heizung wie der Hyundai Kona. Die erste Baureihe des KIA e-Soul – vor 2020 – belüftet die Batterien mit Luft aus der Klimaanlage des Autos. Sie verfügen über einen eigenen Ventilator, der bei Bedarf Luft ansaugt.
Aktive Batteriekühlung mit Luft
Renault Zoe
Neue Modelle ab 2020 mit 52 kWh verfügen über vertikale Beutelzellen von LG Chem. Alle Modelle (auch ältere) verfügen über eine aktive Luftkühlung, die Luft aus der Klimaanlage des Autos nutzt, um gekühlte Luft direkt in den Batteriekasten zu leiten – ein Loch für die Ansaugung und zwei für die Entlüftung. Während des Ladevorgangs kann das Auto daher bei Bedarf die Klimaanlage starten. Das System kann auch warme Luft aus der Heizungsanlage nutzen, beispielsweise beim Vorheizen.
BMW i3
Ohne aktive Batteriekühlung
Nissan Leaf
Liegende Pouchzellen chinesischer AESCs. Nissan behauptet, dass selbst bei 62-kW-Batterien keine aktive Batteriekühlung erforderlich sei. Leaf hat eine Beschränkung in die Software eingebaut, um das Schnellladen mehrmals hintereinander – am selben Tag – zu begrenzen. Das Phänomen trägt den Hashtag #rapidgate. Dies geschieht wahrscheinlich, um Schäden an der Batterie aufgrund mangelnder aktiver Batteriekühlung zu verhindern. Autos, die in kalte Regionen geliefert werden, verfügen über Batterieheizungen, die in erster Linie dazu dienen sollen, die Batterien bei extremer Kälte vor der Zerstörung zu schützen – und nicht für eine optimale Betriebstemperatur.
Volkswagen E-Golf
Prismatische Zellen von Panasonic. Volkswagen gibt an, dass die Batterien keine externe Kühlung und Heizung benötigen. Zusätzlich zur passiven Kühlung verfügt der e-Golf über eine Funktion, die den Ladestrom automatisch reduziert, wenn man längere Zeit zu stark beschleunigt. Offiziell soll dies den Verbrauch senken. Der wahre Grund dürfte jedoch die Vermeidung einer Batterieüberhitzung sein. Ebenso wird die Ladeleistung begrenzt, wenn die Batterie zu heiß ist. Dies ist bei allen Elektroautos üblich, tritt aber bei Fahrzeugen mit aktiver Batteriekühlung selten auf. Volkswagen empfiehlt, den e-Golf nicht öfter als einmal pro Ladung schnellzuladen.
Schlussfolgerung
Es ist nicht verwunderlich, dass Premiumautos wie der Tesla 3 und der Audi e-tron über eine ordnungsgemäße Temperaturkontrolle der Batteriezellen verfügen. Allerdings konnte beim Tesla nach wiederholtem Beschleunigen ein Leistungsabfall nachgewiesen werden, da die Batteriekühlung nicht effizient genug war. Wenn es nicht das Beste der Welt ist, ist es doch ein Maßstab für die anderen Elektroautos.
Ich bin beeindruckt, dass selbst günstige Elektroautos über eine aktive, flüssigkeitsbasierte Kühlung der Batterien verfügen. Dabei denke ich insbesondere an den neuen KIA e-Soul und den Hyundai Ioniq. Erwähnt wird nebenbei auch der Pkw Renault Zoe mit separaten Luftkanälen von der Klimaanlage direkt in den Batteriekasten.
Es geht darum, was wir für unser Geld bekommen. Wenn Sie ein Elektroauto in gemäßigten Umgebungen mit leisem Laden nutzen, können Sie sicherlich ein paar Kronen sparen, indem Sie ein Modell ohne aktive Batteriekühlung wählen. Das Wichtigste ist, dass Sie bewusste Entscheidungen treffen.
Die Autohersteller müssen dann erklären, wie sie dafür sorgen, dass die Batteriezellen die optimale Arbeitstemperatur erreichen. Bitte erwähnen Sie es in den Prospekten!
Siehe auch
Jalopnik besuchte Munro & Associates , die drei führende Elektroautos auseinandergenommen haben. Jalopnik beschreibt die drei Fahrzeuge als einen „konventionellen Ansatz“, einen „ungewöhnlichen Ansatz“ und ein „unbeschriebenes Blatt“. Ratet mal, wer wer ist!
