Sebastian Weik

i3 Batterie Lebensdauer und Garantie

Neulich sprach ich mit einem Bekannten, der darüber klagte, dass sein Smart ED bereits nach zwei Jahren und 50000km merklich an Batterieleistung verloren habe (er schätzte auf unter 80%). Zu seiner Überraschung bestand der Hersteller Daimler allerdings auf der Feststellung, dass mit der Batterie alles in Ordnung sei ... Zum Glück war dieses Fahrzeug (inklusive Batterie) nur geleast, aber der Vorfall gab mir im Zusammenhang mit gekauften E-Fahrzeugen und Batterien zu denken: Was nützt die schönste Garantie^*), wenn ich im Ernstfall nicht beweisen kann, dass der Garantiefall eingetreten ist und ich vollständig abhängig von den Aussagen des Herstellers bin? In diesem und im nächsten Artikel soll es daher darum gehen, welche objektiven Möglichkeiten es für den Besitzer gibt, den Verlust der Batterieleistung zu dokumentieren und zu belegen.

Ein wenig Theorie

Was heißt eigentlich "Degradation" und was passiert da mit der Batterie, was die Fahrleistung beeinflusst? Wer Spaß daran hat und auf Atom- und Molekülebene eintauchen will, findet z.B. hier passenden Lesestoff, für unsere Fragestellung reicht aber auch eine näherungsweise Betrachtung der Zusammenhänge.

Grundsätzlich verliert die Batterie mit der Zeit an Kapazität und darüber hinaus erhöht sich der Innenwiderstand. Beide Effekte führen zu einer geringeren entnehmbaren Energie und damit zu einer geringeren Reichweite. Die Abbildung zeigt schematisch die Entladekurve einer neuen Batterie (grün) verglichen mit der Entladekurve einer gealterten Batterie (rot) für einen konstanten Entnahmestrom I. Die Fläche unter der Kurve ist dabei proportional zur entnehmbaren Energie. Bei der roten Kurve sieht man die zwei Effekte, die die Fläche unter der Kurve - und damit die Reichweite - verkleinern: Die verringerte Gesamt-Kapazität der Batterie sowie die bei Stromfluss durch den höheren Innenwiderstand geringere Nutzspannung (verringert um I*R).

Der höhere Innenwiderstand hat aber auch noch einen anderen Effekt: Er ist natürlich auch beim Laden wirksam und verschlechtert damit den Lade- und Entladewirkungsgrad der Batterie bzw. erhöht den Verbrauch des Fahrzeugs. Im Prinzip sind die beschriebenen Effekte identisch, zu denen, die bei niedrigen Batterietemperaturen im Winter auftreten, aber während sie in diesem Fall reversibel sind, erholt sich die Batterie von den Alterungseffekten nicht mehr.

Methode 1 - Reichweite messen

Um den Verfall der Batterie zu ermitteln, ist eine nahe liegende Möglichkeit, einfach die Reichweite zu messen, die das Fahrzeug mit voller Batterie zurücklegen kann (und darauf kommt es ja letztlich an). Hierbei gibt es allerdings allerhand Schwierigkeiten in der Praxis, da diese (neben der zu messenden Batteriealterung) von einer Masse von Faktoren abhängt: Temperatur, Fahrweise, Fahrbahnbeschaffenheit, Wind, Regen, Reifendruck, Reifen, Beladung etc. Manche dieser Faktoren lassen sich relativ leicht ausschalten andere schwieriger. Eine Möglichkeit ist, sich ein flaches Autobahnteilstück zu suchen (z.B. zwischen zwei Abfahrten) und bei bekannter (Batterie-)Temperatur mit Tempomat immer hin- und her zu fahren, bis die Batterie z.B. von 90% auf 10% gesunken ist. Das sollte den Einfluss des Windes und die Höhenunterschiede halbwegs ausschließen. Wiederholt man diese Messung an selber Stelle und bei selber Temperatur ein Jahr später, sollte man ein recht gutes Gefühl für den Verfall der Batterie bekommen. Problematisch ist, dass man natürlich ggf. wegen Verkehrseinflüssen nicht die ganze Zeit die eingestellte Geschwindigkeit durchhält und sich bezüglich Anfang und Ende der Messung auf die Berechnung des SOC-Wertes durch das Fahrzeug verlassen muss (man kann realistischerweise nicht mit 100% starten und mit 0% enden). Überspannt die Messung allerdings einen hinreichend großen Bereich (>80%) sollte das Verfahren einigermaßen brauchbar sein. Ob sich ein Hersteller allerdings dann mit einer solchen Messreihe überzeugen lässt, bleibt abzuwarten. Es ist aber sicher besser, als sagen zu müssen "Früher konnte ich dieses und jenes Ziel erreichen und nun geht es irgendwie nicht mehr" ...

Im nächsten Teil dieses Artikels soll es noch um andere Verfahren der Degradationsschätzung gehen.

^*) BMW gibt auf die i3-Batterie 8 Jahre, bzw. 100000km Garantie für 70% der "Netto-Batterie-Kapazität", wenn eine "Kapazitätsmessung bei einer BMW i Servicewerkstatt" das ergibt.

2016-06-25