Energie Schweiz

Je mehr kWh desto besser?

Die Qualität von Elektroautos definiert sich für viele vor allem durch die Kapazität der Batterie. Je mehr kWh desto besser, heisst es. Doch das stimmt nicht immer.
Frank Kindermann, Technischer Projektleiter Hochvolt-Batteriezellen bei Audi

Wer sich für Elektroautos interessiert, wird schnell herausfinden, dass der wichtigste Wert für Modellvergleiche die Batteriekapazität ist. Diese wird in der Regel in Kilowattstunden (kWh) angegeben, was wiederum besagt, wie viel Energie ein Akku aufnehmen kann. Allerdings liegt in vielen Fällen die praktisch nutzbare Speicherkapazität deutlich unter diesem Wert.

Kompliziert? Grundsätzlich gibt es für jede Batterie eine in Kilowattstunden angegebene Bruttokapazität, welche auf einer tatsächlich vorhandenen, physischen Speicherkapazität basiert. Bei dieser Angabe handelt es sich um einen Maximalwert, der allerdings über die in der Praxis verfügbare Kapazität der Batterie liegt. Das heisst: Man kann nicht einfach den Wert einer offiziell vom Hersteller angegebenen Batteriekapazität durch den offiziellen Verbrauch teilen, um so die Reichweite zu ermitteln. Denn die sogenannte Nettokapazität – also das praktisch nutzbare Potenzial eines Akkus – kann deutlich niedriger ausfallen.

Die Erklärung: Bei Lithium-Ionen-Akkus legen die Zellenhersteller einen Spannungsbereich fest, in dem die Zelle betrieben werden darf. Dieser Spannungsbereich wird als technischer SoC (= State of Charge) bezeichnet. Wichtiger ist aber der nutzbaren SoC, den nach oben wie unten Puffer einschränken, um das schnelle Altern der Zellen zu verhindern. «Denn sehr hohe oder sehr niedrige Ladezustände führen zu Alterungsmechanismen, die wir natürlich einschränken wollen», begründet Frank Kindermann, Technischer Projektleiter Hochvolt-Batteriezellen bei Audi, diese Einschränkung. «Denn je grösser der Puffer, desto länger hält die Batterie.»

In vielen Fällen wird dem Puffer insgesamt gut 10 Prozent der Bruttokapazität der Batterie geopfert. Zieht man den Puffer ab, bleibt ein Netto-Energiegehalt übrig der Auskunft über die Menge an Kilowattstunden gibt, die effektiv nutzbar ist. Die Grösse des Puffers kann zwischen den Autoherstellern und auch zwischen Batteriegrössen variieren. In manchen Fällen sind die per Software definierten Puffer sogar variabel und im Alltagseinsatz besonders grosszügig ausgelegt, was grundsätzlich der Lebensdauer der Batterie zuträglich ist.

Audi beispielsweise arbeitet mit einer statischen Verfügbarkeit der Batteriekapazität. Im Fall des Elektro-SUV E-Tron in der Topversion 55 Quattro sind 91 Prozent des Akkus und damit 86 von 95 kWh auch tatsächlich nutzbar. Der Puffer von 9 Prozent wird jedoch in keinem Fall zur Nutzung, zum Beispiel als Notreserve, freigegeben. Audi will so die Langlebigkeit der Batterie gewährleisten, auf die der Hersteller acht Jahre und 160’000 Kilometer Garantie gibt. Nach Ablauf der Garantie will Audi damit einen nutzbaren Rest-SoC von mindestens 70 Prozent haben.

Variieren kann der Netto-Gehalt auch abhängig von der Grösse der Batterie, was ebenfalls mit den Garantieleistungen zusammenhängt. Soll eine Batterie auch nach Fahrleistung X noch mindestens 70 Prozent ihrer ursprünglichen Speicherkapazität zur Verfügung stellen, muss der nutzbare SoC auch entsprechend ihrer Grösse angepasst werden. So gibt es E-Auto-Modelle, für die der Kunde verschieden große Akkus bestellen kann.

Für den Kunden ist diese Praxis zunächst einmal ohne Nachteil und nicht als Mogelpackung zu verstehen. Letztlich gibt es bei allen Autoherstellern diese Diskrepanz zwischen physischer Speichergrösse und nutzbarer Grösse. Schön wäre es aus Verbrauchersicht, wenn jeweils beide Werte angegeben werden, was eine Vergleichbarkeit erleichtern würde. Letztlich kann es allerdings egal sein, welchen Wert man kennt: Entscheidender sind für Vergleiche die Reichweiten- und Verbrauchsangaben, die idealerweise als WLTP-Werte angegeben werden. Dabei handelt es sich um das neues Prüfverfahren, das einerseits praxisnähere Werte im Vergleich zum bisherigen Prüfverfahren nach NEFZ  liefert und andererseits einen weltweiten Vergleich zwischen Fahrzeugen in Bezug auf Verbrauch und Emissionen ermöglicht.