Hohe Umgebungstemperaturen beeinflussen die Leistung und Effizienz von Elektrofahrzeugen. Dies betrifft insbesondere die Reichweite, die Ladeleistung und die Lebensdauer der Batterie.
Wie hohe Temperaturen die Reichweite beeinflussen
Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, die bei Hitze stärker zum Tragen kommen. Ein wesentlicher Aspekt ist der erhöhte Energieverbrauch für die Klimatisierung des Innenraums. Um eine angenehme Temperatur aufrechtzuerhalten, muss die Klimaanlage mehr Energie aus der Traktionsbatterie entnehmen, was die für den Antrieb verfügbare Energie reduziert.
Zusätzlich kann die Effizienz der Batterie selbst bei sehr hohen Temperaturen leicht abnehmen. Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in Elektrofahrzeugen verwendet werden, haben einen optimalen Betriebstemperaturbereich. Außerhalb dieses Bereichs, insbesondere bei starker Hitze, kann der Innenwiderstand der Batterie steigen. Dies führt zu geringfügig höheren Energieverlusten während des Entladens und Ladens. Das Batteriemanagementsystem (BMS) muss zudem möglicherweise zusätzliche Energie für die Kühlung der Batterie aufwenden, um diese im optimalen Temperaturbereich zu halten und eine Überhitzung zu verhindern. Diese Kühlleistung wird ebenfalls der Traktionsbatterie entnommen.
Für eine hypothetische Fahrt von Berlin nach Hamburg bedeutet dies, dass ein Fahrer bei 30 °C Außentemperatur mit einem geringeren Reichweitenpuffer kalkulieren muss als bei 20 °C. Die genaue Reduzierung hängt vom Fahrzeugmodell, der Effizienz der Klimaanlage und dem Fahrstil ab. Im Handbuch des Fahrzeugs finden sich oft Hinweise zum Einfluss von Klimatisierung und Außentemperaturen auf den Energieverbrauch.
Auswirkungen auf die Ladeleistung
Hohe Umgebungstemperaturen können die maximale Ladeleistung von Elektrofahrzeugen, insbesondere an Schnellladestationen, reduzieren. Die Batterie erzeugt während des Ladevorgangs Wärme. Bei hohen Außentemperaturen ist es für das Batteriemanagementsystem schwieriger, die Batterietemperatur im optimalen Bereich zu halten. Um eine Überhitzung und potenzielle Schäden an der Batterie zu vermeiden, kann das BMS die Ladeleistung drosseln.
Dies äußert sich in einer langsameren Ladegeschwindigkeit, besonders wenn die Batterie bereits vor dem Ladevorgang warm ist, beispielsweise nach einer längeren Fahrt. Die anfängliche Spitzenladeleistung kann bei hohen Temperaturen möglicherweise nicht erreicht werden, oder sie wird schneller reduziert als unter moderaten Bedingungen. Die Verordnung (EU) 2023/1804 über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe (AFIR) legt zwar Anforderungen an die Verfügbarkeit und Leistung von Ladepunkten fest, beeinflusst aber nicht die physikalischen Grenzen der Batterietechnologie bei Hitze.
Fahrzeughersteller geben in den technischen Datenblättern und Handbüchern oft den optimalen Temperaturbereich für das Schnellladen an. Einige Fahrzeuge verfügen über eine Vorkonditionierungsfunktion für die Batterie, die diese vor dem Erreichen einer Ladestation auf eine optimale Temperatur bringt. Dies kann die Ladeleistung bei hohen Temperaturen verbessern, erfordert jedoch zusätzliche Energie vor dem Ladevorgang.
Langfristige Auswirkungen auf die Batterielebensdauer
Extreme Temperaturen, sowohl hohe als auch niedrige, können die langfristige Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie beeinträchtigen. Dauerhafte Exposition gegenüber hohen Temperaturen kann zu einer beschleunigten chemischen Alterung der Batterie führen. Dies äußert sich in einem schnelleren Kapazitätsverlust und einer Reduzierung der maximalen Leistungsfähigkeit über die Zeit.
Das Batteriemanagementsystem (BMS) spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz der Batterie. Es überwacht kontinuierlich die Temperatur jeder Batteriezelle und aktiviert bei Bedarf das Kühlsystem. Die Verordnung (EU) 2023/1542 über Batterien und Altbatterien sowie die Globales technisches UNECE-Regelwerk Nr. 22 (UN-GTR No. 22) zur Haltbarkeit von Batterien in elektrifizierten Fahrzeugen legen Anforderungen an die Haltbarkeit und Sicherheit von Batterien fest. Diese Vorschriften zielen darauf ab, die Leistung und Lebensdauer der Batterien unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, einschließlich des Schutzes vor extremen Temperaturen.
Um die Lebensdauer der Batterie zu maximieren, sollten längere Parkzeiten in direkter Sonneneinstrahlung bei sehr hohen Außentemperaturen vermieden werden. Wenn möglich, ist das Parken im Schatten oder in einer Garage vorzuziehen. Auch das Vermeiden von häufigem Schnellladen bei bereits sehr warmer Batterie kann vorteilhaft sein. Die Fahrzeughersteller geben in den Garantiebedingungen oft an, welche Kapazitätsverluste über einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte Kilometerleistung als normal gelten.
Fahrverhalten und Energieverbrauch bei Hitze
Das Fahrverhalten hat einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch, insbesondere bei hohen Temperaturen. Aggressives Beschleunigen und Fahren mit hohen Geschwindigkeiten erzeugen mehr Wärme in der Batterie und im Antriebsstrang. Dies kann dazu führen, dass das Kühlsystem der Batterie und des Motors stärker arbeiten muss, was wiederum den Energieverbrauch erhöht.
Ein vorausschauender und gleichmäßiger Fahrstil kann dazu beitragen, den Energieverbrauch zu minimieren. Das Vermeiden von abrupten Brems- und Beschleunigungsvorgängen reduziert die Belastung der Batterie und des Kühlsystems. Die Nutzung der Rekuperation, also der Energierückgewinnung beim Bremsen, ist weiterhin effizient, kann aber bei sehr warmer Batterie ebenfalls zu einer geringfügigen Reduzierung der maximalen Rekuperationsleistung führen, um die Batterie zu schützen.
Der offizielle WLTP-Testzyklus (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure), der in der Verordnung (EU) 2025/1706 beschrieben ist, wird unter kontrollierten Laborbedingungen bei moderaten Temperaturen durchgeführt. Die dort ermittelten Verbrauchs- und Reichweitenwerte dienen als Vergleichsbasis, spiegeln aber nicht direkt die realen Bedingungen bei extremen Temperaturen wider. Fahrer sollten daher bei Hitze einen realistischen Puffer für ihre Reichweitenplanung einbeziehen.
Praktische Tipps für Fahrer von Elektroautos im Sommer
Um die Auswirkungen hoher Temperaturen auf Elektrofahrzeuge zu minimieren, können Fahrer einige Maßnahmen ergreifen. Das Vorklimatisieren des Innenraums, während das Fahrzeug noch an einer Ladestation angeschlossen ist, nutzt Netzstrom anstatt Batteriestrom und schont somit die Reichweite. Viele moderne Elektrofahrzeuge bieten diese Funktion über eine Smartphone-App an.
Das Parken im Schatten oder in einer Tiefgarage schützt das Fahrzeug vor direkter Sonneneinstrahlung und reduziert die Aufheizung des Innenraums und der Batterie. Wenn dies nicht möglich ist, können Sonnenschutzblenden an den Fenstern helfen, die Innentemperatur zu senken.
Bei der Routenplanung für längere Fahrten, wie der hypothetischen Strecke Berlin–Hamburg, ist es ratsam, Ladestopps großzügiger zu planen und die Verfügbarkeit von Schnellladestationen zu prüfen. Einige Navigationssysteme in Elektrofahrzeugen berücksichtigen die Topografie und die Wetterbedingungen bei der Reichweitenberechnung und können Empfehlungen für Ladestopps geben. Es ist immer ratsam, die Herstellerangaben im Handbuch zu beachten, da diese spezifische Hinweise zum Umgang mit dem Fahrzeug bei extremen Temperaturen enthalten.
