Was ist Kalendarische Alterung?
Definition
Kalendarische Alterung, auch als Lageralterung bezeichnet, beschreibt den natürlichen Alterungsprozess von Batterien, der selbst ohne Belastung durch Lade- und Entladezyklen stattfindet. Dieser Prozess ist unvermeidbar und führt mit der Zeit zu einer Verringerung der Batteriekapazität und -leistung.
Wie entsteht kalendarische Alterung?
Die kalendarische Alterung wird durch chemische Zersetzungsprozesse innerhalb der Batterie verursacht. Diese Prozesse finden permanent statt, auch wenn die Batterie nicht in Betrieb ist. Zu den Hauptfaktoren, die die kalendarische Alterung beeinflussen, gehören:
- Temperatur: Höhere Temperaturen beschleunigen die chemischen Reaktionen und somit die Alterung. Eine Temperaturerhöhung um 10°C kann die Alterungsrate etwa verdoppeln.
- Ladezustand: Ein hoher Ladezustand führt zu stärkeren Alterungseffekten als ein niedriger Ladezustand.
- Zellchemie: Die verwendeten Materialien und die chemische Zusammensetzung der Batteriezellen beeinflussen die Alterungsraten.
Welche Auswirkungen hat die kalendarische Alterung?
Die kalendarische Alterung führt zu einer kontinuierlichen Abnahme der nutzbaren Batteriekapazität und der maximal abrufbaren Leistung. Dies äußert sich in einer verringerten Reichweite und einer geringeren Leistungsfähigkeit des Elektrofahrzeugs. Zudem kann sich der innere Widerstand der Batterie erhöhen, was zu Effizienzverlusten führt.
Wie wird die kalendarische Alterung gemessen?
Die kalendarische Alterung wird üblicherweise durch regelmäßige Messungen des Ladezustands (State of Charge, SOC) und der nutzbaren Kapazität (State of Health, SOH) überwacht. Der SOH gibt an, wie viel Prozent der ursprünglichen Batteriekapazität noch verfügbar ist.
Was ist der Unterschied zur zyklischen Alterung?
Im Gegensatz zur kalendarischen Alterung beschreibt die zyklische Alterung den Kapazitätsverlust und die Leistungsabnahme, die durch die wiederholte Nutzung der Batterie (Lade- und Entladezyklen) verursacht werden. Beide Alterungsformen überlagern sich und tragen zur Gesamtalterung der Batterie bei.
Wie kann man die kalendarische Alterung verlangsamen?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die kalendarische Alterung zu verlangsamen:
- Kühlung: Durch eine effektive Kühlung der Batterie können hohe Temperaturen vermieden werden, was die Alterungsrate reduziert.
- Ladezustandsfenster: Durch Begrenzung des Ladezustands auf einen moderaten Bereich (z.B. 20-80%) kann die Alterung verringert werden.
- Zellchemie: Fortschrittliche Zellchemien mit stabileren Materialien können die Alterungsraten senken.
Lässt sich die kalendarische Alterung rückgängig machen?
Nein, die kalendarische Alterung ist ein irreversibler Prozess. Eine gealterte Batterie kann nicht „verjüngt“ werden. Allerdings kann durch Austausch oder Remanufakturing der Batteriezellen die Leistung wiederhergestellt werden.
Welche Rolle spielt die kalendarische Alterung bei E-Autos?
Die kalendarische Alterung ist ein kritischer Faktor für die Lebensdauer und Reichweite von Elektrofahrzeugen. Mit zunehmender Alterung sinkt die nutzbare Batteriekapazität, was die Reichweite des Fahrzeugs reduziert. Daher müssen Automobilhersteller die kalendarische Alterung sorgfältig berücksichtigen und Maßnahmen ergreifen, um ihre Auswirkungen zu minimieren.
Wie wird die Restreichweite berechnet?
Moderne Elektrofahrzeuge überwachen ständig den Alterungszustand der Batterie und passen die Reichweitenberechnung entsprechend an. Dazu werden Modelle verwendet, die neben dem aktuellen Ladezustand auch den Alterungszustand (SOH) und andere Faktoren wie Temperatur und Fahrweise berücksichtigen.
Welche Garantien gibt es für die Batterielebensdauer?
Viele Automobilhersteller bieten Garantien für die Batteriekapazität über einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte Laufleistung an. Typischerweise wird eine verbleibende Kapazität von 70-80% nach 8 Jahren oder 100.000-160.000 km garantiert. Fällt die Kapazität darunter, muss die Batterie ersetzt oder überholt werden.
In Summe ist die kalendarische Alterung ein unvermeidlicher Prozess, der die Leistung und Lebensdauer von Batterien in Elektrofahrzeugen begrenzt. Durch geeignete Maßnahmen wie Kühlung, Ladezustandsmanagement und fortschrittliche Zellchemien kann die Alterungsrate jedoch verlangsamt werden. Ein genaues Monitoring und Modellierung der Alterungseffekte ist entscheidend, um die Reichweite und Leistungsfähigkeit von E-Autos über ihre Lebensdauer zu gewährleisten.