Schadet bidirektionales Laden dem Akku des Elektroautos?
Zukünftig könnten Elektroautos teure Heimspeicher ersetzen oder als ergänzende Speicher dienen.
Schließlich ist ein Elektroauto im Stillstand nichts anderes als ein Energiespeicher auf vier Rädern. Doch inmitten der Euphorie über die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Elektrofahrzeugen taucht eine wichtige Frage auf:
Wie beeinflusst das bidirektionale Laden den Akku eines Elektroautos?
Zahlreiche Gerüchte und Spekulationen kursieren zu diesem Thema. In diesem Artikel möchte ich genauer untersuchen, welche Auswirkungen das bidirektionale Laden auf die Lebensdauer des Fahrzeugakkus haben kann.
Ziel der Analyse und Einordung der Ergebnisse:
Die vorliegende Analyse zielt darauf ab, den Einfluss des bidirektionalen Ladens auf die Akkulaufzeit eines Elektrofahrzeugs zu quantifizieren und in Relation zur Gesamtleistung des Fahrzeugs zu setzen, um so ein Verständnis für die Größenordnung dieses Effekts zu vermitteln.
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Mehr InformationenHerstellergarantie Elektroauto-Akku
Welche Garantien geben einem die Fahrzeughersteller auf den Akku des Elektroautos? Diese Kennzahlen müssen wir bei der Betrachtung heranziehen, um zu beurteilen, in welchem Maße das bidirektionale Laden über V2G oder V2H die E-Auto Batterie belasten kann.
Die Hersteller gewähren in den meisten Fällen eine Garantie von 8 Jahren oder 160.000 Kilometern beziehungsweise 1.000 Ladezyklen, bei der die Batterie noch mindestens 70 % ihrer anfänglichen Kapazität behalten soll.
In der Praxis zeigen viele Batterien jedoch eine weitaus geringere Kapazitätsminderung und sind oft länger einsatzfähig.
Die konservativen Annahmen der Hersteller dienen in erster Linie dazu, dass die Garantieversprechen möglichst ohne Probleme eingehalten werden können.
Dennoch sind diese Garantiebedingungen ein nützlicher Richtwert, den wir als Ausgangspunkt für unsere Untersuchung heranziehen können.“
Annahme: Garantie auf E-Auto-Akku
- 160.000 km
- 1000 Zyklen (Vollzyklen)
- 8 Jahre
Auf das Jahr gerechnet garantiert der Hersteller somit 20.000 km bzw. 125 Vollzyklen.
Schaubild der garantierten Fahrleistung
Schaubild der garantierten Zyklen
Rechenbeispiel: Wie wirkt sich bidirektionales Laden auf den Akkus aus?
Annahmen für die Berechnung
Um abzuschätzen, wie stark der Fahrzeug-Akku neben dem üblichen Fahrzyklus durch zusätzliches bidirektionales Laden (V2H / V2G) belastet wird, rechnen wir die Energieentnahme in eine Kilometerleistung um.
Wenn das Elektroauto für das bidirektionale Laden genutzt wird, wirkt sich das natürlich nicht direkt auf die Kilometerleistung aus, dennoch degradiert der Akku durch die Nutzung.
Um zu zeigen, welchen Einfluss das in etwa auf die Kilometerleistung hat, rechnen wir uns über den Verbrauch des Fahrzeugs die fiktive zurückgelegte Kilometerleistung, welche man mit 1000 kWh zurücklegen würde.
Um den Zusammenhang zu verstehen, machen wir am besten ein Rechenbeispiel.
Hierzu definieren wir die Batteriekapazität und den Stromverbrauch bzw. besser gesagt den Energieverbrauch des Elektroautos.
Hierbei orientiere ich mich an den Werten der aktuell beliebtesten Modelle Model Y und den Modellen ID3, ID4 und ID5. 75 kWh Batteriekapazität und einem Verbrauch von 18 kWh / 100 km.
Annahme: Fahrzeugdaten
- 75 kWh Akku-Kapazität
- 18 kWh / 100 km Energieverbrauch des Elektroautos
Für die Annahme der Energieentnahme gehe ich vom Durchschnittsverbrauch einer dreiköpfigen Familie aus. Dieser beträgt im Mittel 3.600 kWh pro Jahr. Da natürlich der Haushalt nicht ganzjährig durch das Elektroauto mit Strom versorgt wird, rechnen wir hier mit 1000 kWh pro Jahr, welche vom Elektroauto durch das bidirektionale Laden in das Hausnetz / Stromnetz zurückgespeist werden.
Annahme: Einspeisung
- 1000 kWh / Jahr
Berechnung der Kilometerleistung
Teilt man die Batterieentladung von 1000 kWh / Jahr durch den Energieverbrauch des Fahrzeugs 18 kWh / 100 km und multipliziert den Wert mit 100, um Kilometer als Ergebnis zu bekommen, erhält man 5.556 km.
Das heißt, dass durch das bidirektionale Laden, der Fahrzeugakku in etwa so stark belastet wird, als wäre man 5.556 km gefahren. Die Herstellergarantie von 20.000 km / Jahr sinkt somit um 5.556 km auf 14.444 km.
Das gleiche gilt für die maximale Zyklen (Vollzyklen) pro Jahr. Diese sinken von 125 Zyklen pro Jahr um 13 Zyklen auf 112 Zyklen pro Jahr.
Degradation als grafische Darstellung im Schaubild
Wenn man die Werte in einem Graphen abbildet, erhält man folgende Schaubilder.
Fazit - Schadet bidirektionales Laden (V2G) der Batterie?
Durch das Rechenbeispiel bekommt man ein Gefühl für die tatsächliche Relation des bidirektionalen Ladens. Eine Elektroauto-Hochvoltbatterie hat mehr als die fünffache Kapazität eines Heimspeichers. Eine Entladung durch V2H oder V2G fällt deshalb nur leicht ins Gewicht.
Generell kann man sagen, dass V2G und V2H den Akku weniger belasten als oft angenommen. Das ist allein schon auf die hohe Kapazität des Speichers zurückzuführen.
Natürlich ist es immer Abhängig von den individuellen Rahmenbedingungen, ob das bidirektionale Laden dem Akku schadet und somit Auswirkung auf den Werterhalt hat.
Wer noch nicht davon überzeugt ist, kann auch mit einem kleinerem und dennoch effektiven und wichtigen Schritt beginnen, dem intelligenten Laden (Smart Charging).
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