Wie man die Lebensdauer von Elektromobilen verbessert

Moderne Elektroautos sind auf leistungsstarke Traktionsbatterien angewiesen, die aus hunderten bis tausenden Zellen bestehen. Diese Zellen werden seriell und parallel verschaltet, um die erforderliche Spannung und Kapazität bereitzustellen. Während eine einzelne Zelle nur etwa 3,0 bis 4,25 Volt liefert, benötigen E-Autos Systemspannungen von 300 Volt oder mehr. Jüngst rollt eine neue Generation von Modellen mit 800-Volt-Technologie in die Showrooms. Diese Fahrzeuge glänzen durch geringeres Gewicht, höhere Dauerleistung und vor allem kürzeren Ladezeiten. Letzteres ist insbesondere für E-Auto-Vielfahrende wichtig, denn die Ladestopps auf der Langstrecke werden kürzer.

Warum Balancing für Garagen spannend ist

Um die Spannung in den Antriebsbatterien der E-Mobile sicher zu stellen, werden zahlreiche Zellen in Serie geschaltet. Für die gewünschte Reichweite werden zusätzlich mehrere Zellen parallel verbunden, um die Kapazität zu erhöhen. Der unabhängige Batteriediagnosespezialist Aviloo macht Garagistinnen und Garagisten darauf aufmerksam, wie durch intelligentes Balancing die Performance und Sicherheit moderner Elektrofahrzeuge optimiert werden kann.
«Drei Zellen werden auf Zellebene zu einem Zellpaketparallel geschaltet. Von diesen Zellpaketen werden 108 in Serie verbunden – insgesamt also 324 Zellen in einer Antriebsbatterie», nennt Patrick Schabus, Aviloo Chief Product Officer, ein typisches Beispiel aus dem E-Mobilitäts-Alltag. «Bei parallel verschalteten Zellen gleicht sich der Ladezustand automatisch aus, doch bei seriell verschalteten Zellen ist das nicht der Fall.» Hier kommt nun Balancing durch eine Garage zum Tragen.
 

Schwächste Zelle bestimmt nutzbare Energie

Balancing bezeichnet die Angleichung der Ladezustände, der sogenannten «State of Charge» (SoC) der einzelnen Zellebenen in einem Batteriepack. Ohne Balancing können sich Unterschiede im Ladezustand nicht selbstständig ausgleichen. Bereits minimale Abweichungen bei der Erstverschaltung oder durch Faktoren wie thermische Unterschiede, Alterungseffekte und ungleichmässige Belastung führen mit der Zeit zu einem Ungleichgewicht. Die Folge: Einzelne Zellen sind früher voll oder leer als andere – und die schwächste Zelle bestimmt die nutzbare Energie des gesamten Packs.
Ein unausgeglichenes Batteriesystem kann weitreichende Folgen haben: So reduziert dies die Reichweite oder kann auch  zu einem falschen Ladezustand führen. Noch wichtiger: Dieses Ungleichgewicht kann die Batteriealterung beschleunigen, womit Folgeschäden bis hin zu Zelldefekten mit erhöhtem Brandrisiko möglich sind.
 

Wie funktioniert Balancing?

In der Elektromobilität ist sogenanntes Top-Balancing der Standard: Am Ende des Ladevorgangs werden die Ladezustände der Zellen angeglichen, um eine präzise Reichweitenberechnung und maximale Energieentnahme zu gewährleisten. Ohne diesen Prozess würde die Performance moderner E-Fahrzeuge kontinuierlich sinken. Aviloo-Experte Schabus ergänzt: «Für Fahrerinnen und Fahrer bedeutet gutes Balancing mehr Reichweite, längere Lebensdauer und maximale Sicherheit. Mit unseren Diagnose-Tools machen wir diesen komplexen Prozess transparent und messbar.»
Balancing ist eng mit der Diagnose des Zellzustands verknüpft. Das Battery Management System erfasst wichtige Parameter wie Kapazitätsverlust, Innenwiderstand und Ladeverhalten. Aviloo nutzt diese Daten in Kombination mit dem seinem Flash-Test, um den Balancing-Zustand und den «State of Health» einer Batterie präzise zu bestimmen. 

Zusatzleistung für die Kundschaft

Diesen Aspekt kann man als Garagistin und Garagist auch gut nutzen, um bei einem Service eines E-Mobils eine zusätzliche Dienstleistung anzubieten, einen Test durchzuführen und dann je nach Bedarf auf ein zu empfehlendes Balancing für die Antriebsbatterie hinzuweisen. So schaffen Garagen Kundenvertrauen und zeigen gleichzeitig Kompetenz, wenn es um E-Mobilität geht.