Batteriekapazität

Die Batteriekapazität gibt an, wie viel elektrische Energie die Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs in vollgeladenem Zustand aufnehmen kann, ausgedrückt in Kilowattstunden. Eine Kilowattstunde entspricht der Energie von einem Kilowatt Leistung über eine Stunde hinweg, sodass ein 60-kWh-Akku im Prinzip eine Stunde lang 60 Kilowatt liefern könnte oder eine geringere Leistung entsprechend länger. Sie ist die zentrale Kenngröße, auf die die meisten Käufer achten, wenn sie abschätzen, wie weit ein Fahrzeug zwischen zwei Ladevorgängen kommt.

Der Wert spiegelt die gebündelte Speicherfähigkeit von Hunderten oder Tausenden einzelner Lithium-Ionen-Zellen wider, die zu Modulen verschaltet und im Akkupack zusammengefügt sind. Bestimmt wird die Kapazität durch die Spannung der Zellen und ihre Ladungsmenge in Amperestunden; Hersteller erhöhen sie, indem sie Zellen hinzufügen, dichtere Zellchemien einsetzen oder die Effizienz steigern, mit der die Zellen im verfügbaren Raum unter dem Fahrzeugboden untergebracht werden. Die Akkupacks aktueller Fahrzeuge decken eine weite Spanne ab, von rund 40 kWh in kompakten Modellen bis zu 100 kWh oder mehr in großen Reichweitenfahrzeugen.

Die Kapazität ist der mit Abstand größte Einflussfaktor auf die Reichweite, denn diese ergibt sich im Wesentlichen aus der gespeicherten Energie geteilt durch den Verbrauch des Fahrzeugs. Ein größerer Akku führt mehr Energie mit und kommt daher unter sonst gleichen Bedingungen weiter, weshalb Reichweite und Kapazität so oft gemeinsam betrachtet werden. Dennoch bestimmt die Kapazität die Reichweite nicht allein; ein schweres, ineffizientes Fahrzeug fährt mit einem großen Akku unter Umständen nicht weiter als ein leichtes, effizientes mit einem kleineren.

Eine wichtige Feinheit ist die Unterscheidung zwischen Brutto- und Nettokapazität. Der Brutto- oder Nennwert beschreibt die Energie, die die Zellen theoretisch fassen könnten, doch reservieren die Hersteller bewusst einen Puffer am oberen und unteren Ende des Ladebereichs, auf den der Fahrer nie zugreifen kann. Dieser Puffer verhindert, dass die Zellen vollständig geladen oder vollständig entladen werden, was beides den Verschleiß beschleunigen würde, und schützt so die Lebensdauer. Die nutzbare Kapazität, die das Fahrzeug tatsächlich antreibt, fällt daher um einige Prozent kleiner aus als der in manchen Datenblättern genannte Bruttowert.

Die tatsächliche Reichweite hängt zudem stark von Faktoren jenseits der Batterie ab, darunter Außentemperatur, Fahrgeschwindigkeit, Topografie, der Einsatz von Heizung oder Klimaanlage, Zuladung und Reifenwahl. Insbesondere Kälte verringert sowohl die verfügbare Kapazität als auch die Effizienz des Fahrzeugs, sodass ein Nennwert eher als Bestfall denn als Garantie zu verstehen ist.

Die Batteriekapazität steht in engem Zusammenhang mit der nutzbaren Batteriekapazität, die den geschützten, zugänglichen Anteil beziffert, mit der Kilowattstunde als Maßeinheit, mit der E-Auto-Reichweite, die sie maßgeblich bestimmt, und mit der Hochvoltbatterie, dem physischen Akkupack, in dem diese Energie ruht.