Gespräch mit Dr. Kai-Philipp Kairies, Accure Battery Intelligence über die E-Auto-Batterie

Copyright Abbildung(en): Dr. Kai-Philipp Kairies

In dieser Folge des Elektroauto-News.net-Podcast habe ich mich mit Dr. Kai-Philipp Kairies, seines Zeichens Batterieexperte, über das richtige Laden von Batterien, Vehicle2Grid-Ansätzen als auch den Second-Life-Einsatz alter Elektroauto-Akkus unterhalten. Zuvor hat er jedoch zu verstehen gegeben, warum er die richtige Person ist, wenn es darum geht euch und mir mehr über Elektroauto-Batterien beizubringen.

Kai-Philipp gründete die Abteilung Technische Beratung an der RWTH Aachen, mit Fokus auf die Batterie. Zudem wurden seine Forschungsarbeiten über innovative Batteriesysteme von ARD/ZDF ausgestrahlt und in WIRED, PV Magazine und Technology Review veröffentlicht. Schon überzeugend genug, wer noch mehr Infos benötigt, warum er der Batterieexperte unserer Wahl ist, sollte auf seinem LinkedIn-Profil vorbeischauen. Seit Juni 2020 ist er zudem CEO und Gründer von Accure Battery Intelligence. Einem Unternehmen, welches andere Firmen auf der ganzen Welt mit hochmoderner Batteriediagnose unterstützt, um ihre Speichersysteme zu verbessern. Man kann also durchaus behaupten, dass er nah genug an der Batterie dran ist, um uns wertvolle Tipps und Einblicke mit auf den Weg zu geben.

Eingangs haben wir uns darüber unterhalten, dass eine Herausforderung, mit der sich jeder E-Auto-Fahrer auseinandersetzen muss die Langlebigkeit seines Fahrzeugs ist. Im Speziellen die Lebensdauer der Batterie. Kai-Philipp hat uns wertvolle Tipps mit auf den Weg gegeben, worauf man achten sollte, um die Batterie zu schonen und somit lange Freude am Fahrzeug zu haben. Hierbei sind wir auf die kalendarische Alterung der Lithium-Ionen-Akkus eingegangen. Also die Tatsache, dass die Akkus, auch ohne Einfluss von Außen altern und an Leistungsfähigkeit verlieren. Schädlich sei zudem eine hohe Temperatur, als auch ein hoher Ladezustand.

Daher empfiehlt der Batterieexperte den Akku nie so richtig voll zu laden. Außer man weiß, dass eine größere Tour bevorsteht. Ansonsten wäre es ratsamer und schonender diesen maximal auf 85 Prozent seiner Kapazität zu laden. Auch ein Schnarchladen an der heimischen Wallbox ist schonender als allzu häufiges Schnellladen. Geht es nach Kai-Philipp ist „einmal weniger Schnellladen, einmal besser“.  Auch gab er uns die Daumenregel mit auf den Weg, dass eine Belastung von 10°C Grad mehr die Lebensdauer der Batterie halbiert. Dies bezieht sich nicht unbedingt nur auf die Temperatur beim Laden, sondern auch auf äußere Einflüsse. Wer also sein E-Auto im Sommer, in einer geschlossenen Garage, ohne Luftzug stehen hat und somit hohen Temperaturen aussetzt, der schadet seiner Batterie und damit der Lebensdauer des Fahrzeugs spürbar.

Neben dem richtigen Umgang mit der Batterie beim Laden haben wir uns zudem über Batterie-Autos als Energiespeicher unterhalten. Dabei kam das Thema Vehicle2Grid-Ansätze auf, welches Elektroautos oder Batterien auf Räder, wie Kai-Philipp sie bezeichnet, behandelt, die als externer Speicher für Photovoltaik-Anlagen verwendet werden. Die Forschung sei hier schon einige Schritte weiter, aber die gesetzlichen Regularien hinken hinterher. Aus seiner Sicht könne man hier frühestens in fünf Jahren praktikable Lösungen am Markt anbieten.

Zum Abschluss des Gesprächs haben wir uns dann noch über den Umgang mit alten E-Autos und damit auch deren Akkus unterhalten. Hierbei kam ich zu Beginn nur auf die Ansätze Recycling und Second-Life, der CEO von Accure Battery Intelligence brachte aber folgerichtig einen weiteren Punkt mit ein. Den Weiterverkauf der E-Autos, auch mit geringerer Reichweite, an Personen, denen die Reichweite für den Alltag ausreicht. Durchaus nachvollziehbar. Aber am Besten hörst du einfach selbst in die aktuelle Folge des Elektroauto-News.net-Podcast rein. Viel Spaß damit.

Gerne kannst du mir auch Fragen zur E-Mobilität per Mail zukommen lassen, welche dich im Alltag beschäftigen. Die Antwort darauf könnte auch für andere Hörer des Podcasts von Interesse sein. Wie immer gilt: Über Kritik, Kommentare und Co. freue ich mich natürlich. Also gerne melden, auch für die bereits erwähnten Themenvorschläge. Und über eine positive Bewertung, beim Podcast-Anbieter deiner Wahl, freue ich mich natürlich auch sehr! Danke.


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Das 🔋 Future Battery Forum 🔋 bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um das Zukunftsthema Batterietechnologien zusammen: Branchenübergreifend tauschen sich rund 500 Anwender, Batteriesystem- & Zellhersteller sowie deren Zulieferer zwei Tage auf dem virtuellen Event intensiv aus, knüpfen neue Kontakte und besprechen, wie der technologische Wandel mit einem hohen Marktanteil batteriegetriebener Lösungen in Europa erreicht werden kann.

Üblicherweise werden 780,00 Euro für die Konferenz fällig. Elektroauto-News.net stellt jedoch entsprechende Freitickets zur Verfügung. Diese ermöglichen es kostenfrei an der Konferenz am 10. und 11. Dezember teilzunehmen.

Über den Autor

Sebastian hat Elektroauto-News.net im Juni 2016 übernommen und veröffentlicht seitdem interessante Nachrichten und Hintergrundberichte rund um die Elektromobilität. Vor allem stehen hierbei batterieelektrische PKW im Fokus, aber auch andere Alternative Antriebe werden betrachtet.

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Es kann doch nicht schwierig sein, den Text dieses Interviews irgendwo abzudrucken. Den Inhalt kann man – Lesekompetenz voraus gesetzt – innerhalb von 2-3 Minuten erfassen. Den Podcast sich anzuhören kostet unendlich viel Zeit und die ist begrenzt. Zudem kann man nix ausdrucken, zitieren, markern ..

Podcasts sind der sichere Weg, den Kreis der Informationsempfänger gegen Null zu drücken.
Das ist wie mit den YT-Videos.
Die zu Ende zu sehen können sich i.d.r. nur ALG2-Kunden erlauben und die sind für die BEV-Neuanschaffung beschränkt interessant.

Podcast ist wie nebenei Radio hören. Passt für mich gut. E-Auto-Fahrer sind doch etwas entschleunigter nicht nur durch die Ladezeit, dass tut gelegentlich echt gut.

Der Radiomoderator ist ein „Kurzeit-Gute-Laune-Plauderer“, der seine Infos mit Musik verpackt.

Der Podcastsprecher meint er müsse langsam, eher monoton seine lange Texte vortragen.

Beim Text wird eher die Information auf den Punkt gebracht und man kann den Text schnell überfliegen und schauen, ob etwas Interessantes dabei ist oder einer nur die Wörterzahl hochtreiben will.

Also ich finde diesen Podcast sehr interessant und aufschlussreich. Batteriealterung, Ladezustand, Temperatur, Second Life sind wichtige Eckpunkte, die hier sehr deutlich besprochen worden und dass dort noch viele Probleme ungelöst sind. (Das Format Podcast kommt mir entgegen, dann kann ich nebenher noch arbeiten oder etwas anderes machen. Vielleicht wäre ein Transcript zusätzlich für Zitate und zum Nachschlagen eine Aufwertung.) Auf jeden Fall muss sich bei der Batterie-/Akkutechnik noch einiges tun. Wir befinden uns noch immer eher am Anfang der Entwicklung. Ich muss auch sagen, dass es mich eher zum Zweifeln an einem schnellen Durchbruch der Elektromobilität gebracht hat. Da wir in Deutschland auch sowieso keinen zusätzlichen sauberen Strom haben, drängt es auch nicht, schnell auf Elektroautos umzusteigen.

Der Podcast ist vor allem eine Zumutung – schlechte Tonqualität bei meinen Stichproben – also so nicht.

„Da wir in Deutschland auch sowieso keinen zusätzlichen sauberen Strom haben,…“ – das kann man den E-Autos nicht anlasten, die Schuldigen sitzen in der Politik und deren Einflüsterer (Lobbyisten) werden von der Industrie bezahlt – ich nehme an, dass hier auch so mancher „Geldkoffer“ den Besitzer wechselt.

Wenn nicht viele Hersteller mit E-Autos anfangen, dann gibt es keine Konkurrenz und keine schnelle Weiterentwicklung – jeder E-Autokäufer (keine PHEV) zählt – sonst fahren die „Stinker“ noch ewig durch die Gegend.

Es ist genau diese Mittelmässigkeit, die aus Ihrem Kommentar hervorgeht, die so mancherorts uns Europäer von China, Korea (Süd) und von einem gewissen Start-Up in Californien ( nein was sage ich hier, von so VIELEN Start-Up’s dort ) unterscheiden.

Sie sehen Probleme, Andere sehen Herausforderungen.
Sie sagen es geht nicht, Andere sagen ich mache Alles, damit es geht.

Das ist genau dieser gewisse Spirit der den Unterschied ausmacht.

Auf der einen Seite abwarten, zögern, wir schauen mal, ist ja noch nicht soooo schlimm, es wird dann schon einer kommen und lassen wir uns das doch subventionieren.

Auf der anderen Seite, wir haben Ziele definiert, Resourcen organisiert, und tun Alles dass es zum Laufen kommt, gehen aber auch ein hohes Risiko ein, dass es fehlschlagen kann.

Stehen Sie einmal vor Schulklassen, mit der heutigen Klimajugend, und erzählen Ihnen von Problemen. Wie schnell denken Sie geht es bis die ersten Aufstehen und die Klasse wechseln ? Bis die Ersten aufschreien „dann machen Sie doch was dagegen, Wir wollen Lösungen und zwar schnell !“ Und recht haben die Schüler.

Mit Ihrer Haltung zeigen Sie, dass es Ihnen egal ist, ob man mit Elektroautos die Zukunft baut.
Wieso finden Sie diesen Podcast denn so interessant und aufschlussreich, weil er in Ihren Worten „Probleme“ in Technologien aufzeigt, die Sie gar nicht haben wollen. Da können Sie sich schön in der Sonne bräunen lassen.

Last edited 8 Monate zuvor by Markus Doessegger

Ich fange mal hinten an, mit der Frage, wieso ich den Podcast interessant finde, um meine Antwort zu geben und nicht Ihre da stehen zu lassen, die Sie stellvertretend für mich gegeben haben. Ich wusste bis gestern zum Beispiel noch nicht, dass auch Temperaturen von 35° und mehr als Umgebungstemperatur den Akku schneller altern lassen. Ob jetzt irgend ein Luftzug da ist oder nicht spielt meiner Meinung nach an sich keine Rolle, wenn der Luftzug nicht kühler als 35° ist. Wenn man also im Sommer bei 35° über die Autobahn fährt, dann bleibt es trotz Luftzug bei 35°. Das der Akku im Winter nicht ideal ist, wusste ich schon, das mit den erhöhten Temperaturen hat mich überrascht. Ich bin technologieoffen und höre hier aus berufenem Mund, dass alles noch nicht da ist, wo es wünschenswert ist. Das hört man hier nicht so oft. Da wird eher über viele Möglichkeiten berichtet und dann geschimpft, dass alles von der Bürokratie verhindert wird. Für mich stehen mehrere Technologien bei der zukünftigen Mobilität am Start, die auf folgendem basieren: Batterien mit verfügbaren billigen Rohstoffen (wahrscheinlich nicht Lithium), Wasserstoff entweder verstromt über Brennstoffzelle oder als klassischer Verbrenner, weiterverarbeiteter Wasserstoff als Methan oder Methanol oder längerkettige Kohlenwasserstoffe bis hin zum sogenannten E-Fuel. Auch Ammoniak als Energiespeicher kommt in Frage, da gibt es auch ein Patent von 1945 für einen Motor mit Ammoniak. Es gibt auch noch Redox-Flow-Zellen. Alle Technologien setzen saubere Energie und eine weitere Entwicklung voraus, um auch klimawirksam zu sein. Die Klimawirksamkeit steht und fällt mit der Energiebereitstellung aus nicht fossilen Quellen. Und hier ist auch meine Kritik an der derzeitigen Entwicklung. Ich sehe beispielhaft Norwegen als Land in dem das, wie es aussieht funktioniert. In Deutschland funktioniert das eindeutig nicht. Hier geht man über die Mogelpackung Strommix. Da wird suggeriert, dass der CO2-Ausstoß immer niedriger wird und man damit rechnen kann und es schon jetzt gut für das Klima ist, Elektroauto zu fahren. Elektroautos zu fahren ist für die technologische Entwicklung gut, aber für das Klima nicht, wenn man es in Deutschland macht. Die Annahme eines Strommixes ist grundfalsch. Wir haben so viele Verbraucher am Netz, dass wir derzeit nur 50% mit Strom aus regenerativen Quellen und 20% mit Strom aus Kraft-Wärme-Kopplung versorgen können. Der Rest speist sich aus fossilen und bis Ende 2022 aus atomaren Energiequellen. Darunter befinden sich auch viele mit niedrigem Wirkungsgrad. Es ist einfach so, wenn beispielsweise 2 neue E-Autos in den Markt eintreten, dann fahren die im Schnitt 14.000km und brauchen im Schnitt über das ganze Jahr mit Heizung und Klimaanlage an der Steckdose 20kWh /100km = 5600kWh pro Jahr. Das heißt der Verbrauch und die Verbrennung von einem Benziner und einem Diesel fallen weg, der Strom muss zusätzlich erzeugt werden. Da wie oben erwähnt der Strom aus sauberen Quellen schon verbraucht wird, müssen normale einfache Kraftwerke ohne KWK mit Wirkungsgraden von 35-40% diesen Strom erzeugen. Und dann kommen ganz andere CO2-Werte ins Spiel, die dann denen entsprechen, die Verbrenner ausgestoßen hätten. Das einzig Positive ist, dass man die Abgase aus der Stadt gebracht hat. An ein Abtragen des CO2-Rucksacks ist da nicht zu denken. Und dafür hat man einen riesigen Aufwand an Material, Geld, Zeit und Aufwand für die Reiseplanung.
Jetzt wird sicher eingewendet, der Ausbau der regenerativen geht ja immer weiter voran. Das ist kein Selbstläufer. Man könnte eine Photovoltaikanlage installieren. z,B 36m² mit 6kWp. Die bringt in unseren Breiten 6000kWh im Jahr und schon ist alles gut. Es ist aber so, dass nicht das E-Auto die CO2-Einsparung bringt, sondern beispielsweise die Photovoltaikanlage. Mit dieser Photovoltaikanlage wäre auch der Verbrauch von 2 Haushalten CO2-frei. Man kann viele Photovoltaikanlagen installieren und den Strom direkt verbrauchen ohne ein E-Auto hinstellen zu müssen. Man kann auch Akkus an die Photovoltaikanlage anschließen, die auch schwer sein dürfen, weil sie nicht durch die Gegend geschaukelt werden und 23h am Tag keinen Nutzen für eine nachhaltige Energiewirtschaft haben. Es ist sehr viel Luft im Netz für regenerative Energie. Wir hatten 2018 einen Verbrauch von 568TWh in Deutschland. Eine E-Mobilität für 46 Millionen PKW braucht nochmal rund 129TWh. Bis 2022 ist die Kernkraft und bis 2038 die Kohle aus dem deutschen Stromnetz und damit auch ungefähr 10% Kraft-Wärme-Kopplung auf Basis von Kohle und Kernkraft, auch sind bis 2038 die Hälfte der jetzt installierten Windkraftanlagen Schrott. Das muss alles immer wieder ersetzt werden. Man kann also noch sehr lange in die Energiewirtschaft investieren und damit mehr erreichen als jetzt viel in die E-Mobilität zu investieren. Ich fürchte, dass kein einziges der bis Ende dieses Jahres in Deutschland zugelassenen E-Autos bis zu seinem Lebensende beginnt seinen CO2-Rucksack abzufahren. Für viel sinnvoller halte ich es, realistische CO2-Grenzwerte zu setzen, die langsamer abgesenkt werden und dann ab 2030 mit besserer Stromerzeugung die E-Mobilität auszubauen, wenn sie in der Gesamtbetrachtung aus Kosten und Nutzen vorne liegt. Am Ende basiert die Zukunft auf sauberem Strom in allen Bereichen einschließlich Stahlerzeugung. Wir müssen da Klotzen und nicht Kleckern. Zielstellung der EU ist ja auch der Green-Deal bis 2050. Ich habe da mal gelesen, dass es Konsens ist an den Stellen anzufangen, wo man die größte Wirkung erzielt und das ist definitiv heute nicht die Elektromobilität.
Man kann sein E-Auto auch nicht dadurch CO2-neutral machen, wenn man einen Stromvertrag mit einem Wasserkraftwerk macht, da wie oben schon beschrieben der Strom ja schon an andere Verbraucher weg ist. Wenn man es physisch tatsächlich so einrichten kann, dass man auch wirklich vom Wasserkraftwerk versorgt wird, dann schneidet man den anderen Verbraucher ab und er muss dann aus den atomaren oder fossilen Quellen versorgt werden.
Eine wirkliche Zuordnung von CO2-freien Strom kann ich nur sehen bei Anlagen, die speziell für die Versorgung von E-Fahrzeugen gebaut werden, wie die Überdachung bei Ladestationen, die den Jahresverbrauch von 2-3 Fahrzeugen je Ladesäule (bei ca. 40m² je Säule) decken, eine mit dem E-Auto und für das E-Auto angeschaffte Photovoltaikanlage mit Speicher und auch das Aufladen an ausgedienten Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, die kein Einspeiseprivileg mehr haben.
Ich befasse mich seit über 20 Jahren mit der Planung von Windparks und sehe, dass hier seit 2,5 Jahren nur noch sehr wenig passiert und eigentlich das Gegenteil mit doppelter und dreifacher Geschwindigkeit passieren müsste. Von vier Projektentwicklern zeigen 2 noch Lebenszeichen, einer bringt ab und noch mal ein oder zwei Anlagen und einer hat das Geschäftsfeld verlagert.
Unsere Gesellschaft steigert momentan nur den Verbrauch und den CO2-Ausstoß mit dem guten Gefühl etwas fürs Klima zu tun.
Zum Thema Klima habe ich noch zwei Podcast-Empfehlungen auf dem Deutschlandfunk
06.11.20 16:42Uhr, 13.11.16:41 Uhr. Das sind düstere Aussichten, wir habens schon verpasst.

Die Audio Qualität ist leider unter jeder Kritik, man hört vor allen Zischlaute, ich könnte mir vorstellen, dass dies leicht zu beheben sein sollte.

Wenn ich den Akku nur bis auf 85% lade, bedeutet das, dass häufiger ein sehr tiefer Ladezustand erreicht werden dürfte. Darauf und welche Werte hierbei anzustreben wären, wird leider überhaupt nicht eingegangen. Bitte auch hierzu mal was schreiben.

Richtig, die 85 % sind OK beim Schnelladen von grossen Batterien. Aber wir anderen, die solche für 400er Reichweite haben, müssen zwar nicht immer aber meistens ganz aufladen. Macht denen gar nichts. So haben Batterien schon 10 Jahre überdauert. Nur nicht unnütz nachladen, das schafft zu viele Ladezyklen.Tja , und der Hannes, der ewige Zweifler der E Mobilität… Informiere dich mal nur als Beispiel, bei Renault wieviele tägliche Neuzulassungen die zur Zeit haben.Viele wollen den noch grösseren Zoe mit Schnelladung CCS. Habe noch keinen erlebt, der glaubte diese Technik sei noch nicht reif, und wieder auf einen Verbrenner zurück gegangen ist.

Welche Werte anzustreben sind, hängt sehr vom Nutzungsprofil ab. Beim Vielfahrer, der auch gerne beschleunigt, steht die zyklische Alterung im Vordergrund. Er hat typischerweise einen großen Akku und kann daher den Ladestand zwischen 30 und 80% hoffentlich meistens einhalten.

Wer 12.000km fährt und vorausschauend, für den bringt eine zyklische Optimierung nicht mehr so viel. Ob man mit dem geschonten Akku auf 300.000km kommt oder 400.000km ist egal, da eh vorher Elektronik oder Rost zu einem Totalschaden führen.

Die Leistung moderner NCM-Zellen fällt während der ersten 1.000 Ladezyklen ziemlich linear. Bei einem 50kw-Akku kann ich also mit ziemlicher Sicherheit ca. 350.000km fahren ohne einen Leistungs-Dropdown zu erfahren. Auch mit 50% der ursprünglichen Kapazität kann das BEV noch jahrelang weiterbetrieben werden, wenn z.B. als Rentner ein Reichweite von 170km ausreicht. Die frühere, steil abfallende Kurve gibt es nicht mehr. Nur eine graduelle Verschlechterung ab ca. 1.000 Zyklen.

Jetzt sind wir beim Thema kalendarische Alterung angelangt. Wer als wenigfahrender „Ökofreak“ den Akku 15 Jahre erhalten möchte, der muss dieses Thema tendenziell höher gewichten als die zyklische Alterung. Weil das Auto 23 Stunden rumsteht, macht der Ladezustand zwischen 30 und 80% keinen Sinn mehr. Jede Stunde, an dem das Fahrzeug steht und nahe am Ladezustand 20% ist, minimiert die kalendarische Alterung. Also nicht bei 50% wieder nachladen, wenn`s denn geht.

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