Batterien im E-Auto leiden durch dauernde Schnellladung
Elektrisch fahren ist einfach: Fahren und regelmäßig laden. Doch wie schlagen sich Elektroautos, wenn Sie täglich in einer Flotte eingesetzt werden? Sind Elektroautos alltagstauglich? Sind sie, wenn man vor allem beim Laden regelmäßig zwischen schnellem und herkömmlichen Laden wechselt. Zu diesem Ergebnis kommt das Elektromobilitätsprojekt „RheinMobil“ nach 100.000 gefahrenen Kilometern.
Seit Mai 2013 bringen die Elektrobusse Pendler aus dem Elsass ins Karlsruher Michelin-Werk. Zur gleichen Zeit sind Siemens-Mitarbeiter für Dienstfahrten zwischen den Werken Karlsruhe und Haguenau auf Elektrofahrzeuge umgestiegen. Erstes Ergebnis: Die Fahrzeuge lassen sich im Pendelbetrieb nur einsetzen, wenn sie nicht nur im Schnellladezyklus betrieben werden.
Foto: KIT
Es ist DAS Argument der Autohersteller für das Elektroauto: Nach nur einer halben Stunde sind Akkus im Schnellladezyklus zu 80 Prozent aufgeladen. Allerdings liegen bislang kaum Erkenntnisse vor, wie sich häufige Schnellladung etwa bei einem Flottenbetrieb auf die Batterieleistung im täglichen Straßenverkehr auswirkt. Das wurde nun in einem Test bei den Firmen Michelin und Siemens nachgeholt.
Seit mehr als einem Jahr waren bei Michelin sechs Kleinbusse und bei Siemens ein Elektroauto der Kompaktklasse für Strecken zwischen Karlsruhe und dem Elsass im Einsatz. Jedes der sieben Fahrzeuge legt im Monat durchschnittlich rund 3000 Kilometer zurück. „Die ersten 100.000 Kilometer haben uns ein wesentliches Ergebnis geliefert: Zwar ist die Schnellladung Voraussetzung für die hohe Auslastung, wir können aber nicht ausschließlich auf diese Technologie setzen“, zog Kevin Stella, einer der beiden Projektleiter am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), eine erste Bilanz. „Der richtige Ansatz ist der gesteuerte Mix aus schneller und konventioneller Ladung.“
Wenn das Auto länger steht, konventionell laden
Im Pendelverkehr hat sich gezeigt, dass durch die ausschließliche Nutzung der Schnellladung zwischen den einzelnen Batteriezellen kein Spannungsausgleich erfolgt (passives Balancing). Das bedeutet: Die Batteriezellen wurden unterschiedlich stark ge- und entladen. Auf Dauer hätte sich dadurch die nutzbare Kapazität der Batterie verringert. Die Lösung: Wenn das Auto länger steht – etwa über Nacht – sollte unbedingt konventionell geladen werden. Dazu sind neun Stunden Ladezeit notwendig.
Das hat laut Stella einen weiteren Vorteil: „Das eröffnet die Möglichkeit, das Fahrzeug mit batteriebetriebener Klimaanlage im Sommer wie Winter vor Fahrtantritt auf die gewünschte Temperatur zu kühlen oder zu heizen. So lässt sich der Energieverbrauch während der Fahrt reduzieren, da die notwendige Energie nicht aus der Batterie entzogen wird.“
Im Winter hat sich gezeigt, dass die Elektroautos möglichst direkt nach einer Fahrt aufgeladen werden sollten. „Denn ist die Batterietemperatur zu niedrig, reduziert sich die Ladeleistung, um die Batterie zu schonen. Damit würde das Laden deutlich länger dauern“, so Stella. „Außerdem haben wir in den Wintermonaten gesehen, dass Witterung und Temperaturschwankungen zwar für einen Anstieg des Energieverbrauchs sorgen, die Betriebsfähigkeit und Verfügbarkeit der Fahrzeuge aber nicht einschränken.“
Elektrobusse künftig mit noch mehr Pendlerfahrten
Demnächst sollen die Autos noch stärker ausgelastet werden: Bei Michelin werden – angepasst an den Schichtplan – mehr Pendlergruppen als jetzt zwischen dem Elsass und dem Werk in Karlsruhe befördert. Jedes Autos wird täglich mehrere hundert Kilometer fahren. Wofür die Schnellladung von nur 30 Minuten natürlich ein Muss ist.
Zeitgleich zum Test bei Michelin und Siemens läuft im Raum Stuttgart noch bis zum Sommer der Großversuch iZEUS mit 120 Elektroautos. Dort soll, auch unter Federführung des KIT, erprobt werden, welche Infrastruktur Elektroautos im Alltagsbetrieb benötigen.
Durchgeführt wurde die jetzige Testreihe bei Siemens und Michelin im Rahmen des Elektromobilitätsprojekt „RheinMobil“, Teil des so genannten Schaufensters Baden-Württemberg, einem von vier Schaufenstern Elektromobilität der Bundesregierung in Deutschland.
Zum RheinMobil-Projekt gehören neben dem KIT, Michelin und Siemens auch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI sowie der Mobilitätsdienstleister e-Motion Line (eML). Es ist eines von rund 40 Projekten im „Schaufenster Elektromobilität“ in Baden-Württemberg und wird vom Bund mit knapp einer Million Euro gefördert. Insgesamt wurden im April 2012 in Deutschland von der Bundesregierung vier Regionen als „Schaufenster Elektromobilität“ ausgewählt. Es fließen Fördermittel von 180 Millionen Euro. Bei den Projekten wird Elektromobilität an der Schnittstelle von Energiesystem, Fahrzeug und Verkehrssystem erprobt.
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