Rekordhitze – Tipps für E-Auto-Besitzer

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Akkus und Kälte vertragen sich nicht – doch wie ist das bei der Rekord-Hitze im Sommer? Tatsächlich müssen die Akkus im Sommer gekühlt werden, dazu greifen die Hersteller tief in die Trickkiste. Unsere Tipps, wie man auch an heißen Tagen den Akku seines E-Autos schont.

Ab wann überhitzt ein E-Auto-Akku?

Die in Elektroautos verbauten Akku-Zellen bestehen aus einem chemischen Gemisch aus Lithium, Kobalt oder Nickel, Graphit, Kupfer und Aluminium. Wie jeder andere Stoff hat dieses spezielle sogenannte Elektrolyt einen „Sweet Spot“, an dem die optimale Leistung abgerufen werden kann. Aber: Ist es für den Akku zu kalt, sinkt die Leistung temporär stark und ein Ladevorgang schädigt die Zellen. Ist er zu heiß, lösen sich chemische Bindungen und sorgen für irreparable Schäden auf Atomlevel, die die Leistung der Akkus senkt.

Der optimale Wirkungsbereich von Lithium-Ionen-Akkus liegt zwischen 20 und 40 Grad Celsius. Im Winter werden deswegen bei vielen E-Autos die Akkus vor der Fahrt vorgewärmt, um den optimalen Wirkungsgrad und die beste Haltbarkeit zu garantieren. Manche elektrische Fahrzeuge kühlen den Akku herunter, wenn die Temperatur zu sehr ansteigt. So etwa bei Tesla: In dem verbauten Batterie-Unterboden befindet sich eine nicht stromleitende Flüssigkeit, die die Akkus kühlt. Um die Flüssigkeit (und damit die Batterien) auf Normaltemperatur zu bringen, können Tesla-Autos sowohl die Klimaanlage als auch den verbauten Radiator (Wärmetauscher zwischen Kühlflüssigkeit und Luft) einsetzen.

Die Maximaltemperatur, die Tesla-Akkus im Einsatz erreichen, liegt bei ca. 55 Grad. Dieser Wert wird wahlweise bei sehr sportlichen Fahrten, Schnellladevorgängen oder hohen Außentemperaturen erreicht. Die aktive Kühlung arbeitet nun auf voller Leistung, um die Temperatur der Zellen zu senken. Fährt der Wagen, wird die Maximalleistung gesenkt, um die Akkus nicht zu stark zu belasten. 

Ohne aktive Kühlung schwindet Reichweite und Leistung

Was genau passiert, wenn auf eine direkte Kühlung der Akkus verzichtet wird, sehen wir an den ersten Generationen des Nissan Leafs: Der japanische Hersteller verzichtete aus Kostengründen auf einen richtigen Kühlkreislauf. Der Batterie wurde lediglich Frischluft “zugefächelt”. Das sorgte nicht nur für relativ schnell überhitzende Autos, sondern sogar zu starken Degradationen bei der Akku-Qualität. Innerhalb von zwei Jahren sank die Zellleistung bei vielen Vehikeln um fast 20 Prozent. Zum direkten Vergleich: Teslas Modelle haben nach mehr als 200.000 Kilometern auf dem digitalen Tacho immer noch rund 90 Prozent der ursprünglichen Kapazität.

Um das Problem zu umgehen, spielte Nissan ein halbgares Software-Update auf und das Rapidgate war geboren: Sollte der Akku wärmer als 32 Grad werden, wird die Ladeleistung stark gedrosselt. So konnte der Konzern beim Leaf zwar ein Überhitzen verhindern, die Ladezeit stieg allerdings signifikant und Kunden zeigten sich enttäuscht. Im emobly-Praxistest sank die maximale Ladeleistung von 46 Kilowatt auf 20 Kilowatt bei einer Temperatur von 50 Grad. Auch der neu vorgestellte Nissan Leaf e+ mit einer Reichweite von 385 Kilometern verzichtet auf eine aktive Kühlung. Erst in der Praxis werden wir sehen, ob dieses Elektroauto die gleichen Probleme plagt. 

Beispiele für aktiv gekühlte Akkus in Elektroautos

  • Tesla: Alle Modelle
  • BMW i3
  • Audi e-tron
  • Jaguar I-Pace

Beispiele für passiv gekühlte Akkus in Elektroautos (Luftkühlung)

  • Nissan Leaf
  • Citroen C-Zero
  • Hyundai Ioniq

Das Elektroauto im Sommer draußen stehen lassen? 

Während sich der Innenraum von Autos an heißen, sonnigen Tagen schnell aufwärmt, ist der Akku vor diesen hohen Temperaturen relativ gut geschützt. Er liegt unter dem Unterraum und wird so von der aufgestauten Hitze kaum erreicht. Trotzdem gilt es einen Faktor nicht zu unterschätzen: Der Asphalt, auf dem das Auto steht, kann gut und gerne 70 Grad Celsius erreichen. Die Wärmestrahlung kann durchaus ausreichen, um den Akkumulator entsprechend aufzuwärmen. 

Eine allzu kritische Temperatur erreichen aktiv gekühlte Auto-Akkus in europäischen Gefilden – unabhängig von Hitzewellen – aber eher nicht. Schon seit Jahren fahren Elektroautos auch in Dubai, wo die Temperaturen regelmäßig jenseits der 40 Grad Celsius liegen. Kritischer wird es bei lediglich luftgekühlten E-Autos, die häufig im günstigeren Preissegment zu finden sind. Das alleinige Stehenlassen sorgt nicht für Probleme – wird allerdings bei einer hohen Außentemperatur geladen, wird die Ladegeschwindigkeit gesenkt und bei der Fahrt die Höchstgeschwindigkeit beschränkt.

Quelle: Audi AG

Dank moderner Batteriemanagement-Systeme (BMS) sind E-Autos in der Lage, selbst zu bestimmen, wann die Belastung für die Akkus zu groß wird. Irreparable Schäden ab 60 Grad Celsius lassen sich so zu fast 100 Prozent vermeiden. Sollte die Temperatur im laufenden Betrieb zu hoch sein, sinkt die vom Akku zur Verfügung gestellte Gesamtleistung und das Auto fährt schlicht und einfach langsamer. Beim Ladevorgang wird der Strom gesenkt, um die Belastung zu senken. Nur im ausgeschalteten Zustand greift das System nicht ein.

TL;DR: 5 Tipps für heiße Sommertage

  • Luftgekühlte Akkus sind hitzeanfälliger als flüssiggekühlte Akkus. Nissan Leafs oder Hyundai Ioniqs sollten deswegen idealerweise in kühleren Umgebungen abgestellt werden.
  • Im Schatten parken sorgt nicht nur für kühlere Temperaturen im Innenraum – auch der Boden unter dem Auto ist kühler, wodurch sich der Akku weniger aufwärmt.
  • Das Elektroauto sollte bei warmem Wetter absichtlich langsamer geladen werden, wenn es kein Temperaturmanagement gibt.
  • Bei einer dauerhaften Temperatur von 40 Grad Celsius über ein Jahr verliert ein voll geladener Akku bis zu 35 Prozent seiner ursprünglichen Leistung. Deswegen: Bei hohen Temperaturen den Akku nicht komplett laden, sondern bei etwa 50% halten, um die Lebensdauer zu erhöhen.
  • Häufige größere Beschleunigungen sind gerade bei heißen Temperaturen schädlicher, weil die Kühlung nicht schnell genug eingreifen kann. Deswegen: Besser nicht im Sport-Modus fahren oder es zumindest nicht ganz ausreizen.


Dieser Text entstand im Zuge einer Kooperation mit dem Fachbereich Technikjournalismus an der Hochschule Bonn/Rhein-Sieg.