Neben der Reichweitenangst, ist die Angst vor defekten Akkus wohl mit das berühmteste Argument gegen die Elektromobilität. So ein E-Auto-Akku ist schon ein teures Teil und es gibt durchaus den ein oder anderen Ausfall zu beobachten, wenngleich dies nur sehr selten vorkommt und oft noch über die Garantie des Herstellers abgedeckt ist.
Nicht selten ist jedoch die Degradation der Batterie, denn jeder Akku verliert mit der Zeit und der Nutzung an Kapazität, sodass die Reichweite eines E-Autos mit der Zeit sinkt. Wir haben uns die Fragen gestellt:
1.) Wie groß ist diese Degradation über die Zeit? Und:
2.) Welche Faktoren beeinflussen diese?
Zur Beantwortung dieser Frage, haben wir den folgenden Datensatz analysiert: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1c3m9wqlxPBo8ziDYVm5cHRzNCHZbtI_2vVhlXksX9Jc/edit?usp=sharing
Soweit wir das nachvollziehen können, werden Tesla-Fahrer gebeten ihre Daten in ein Formular einzutragen. Diese Daten werden gesammelt und geben Auskunft über Modell, Degradation der Batterie, Laufleistung, Nutzungsverhalten usw.
Hier ein kleiner Auszug aus den Daten:
| Entry date ▼ | Username | Region | Range unit | Manufacture date | Vehicle model | Supercharge frequency | 100% charge frequency | Frequency of 5% or less range | Daily charge level ? | … | Your mileage [mi or km] | Your range at 100% | 100% range for this trim level | Remaining battery capacity | Mileage [mi] | Mileage [km] | Mileage [mi/km] | Select Username | Unnamed: 24 | Trendline | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 19 Aug 2022 | Bond | Europe (excluding UK) & Asia Pacific | km | 15 May 2019 | Model 3 LR AWD | A few times a year | A few times a year | Once or twice a year | 80% | … | 24244.0 | 490 | 499.0 | 98.20% | 15,065 mi | 24,244 km | 15,065 mi | 220v | -1.00% | 97.58% |
| 1 | 19 Aug 2022 | Bond | Europe (excluding UK) & Asia Pacific | km | 15 May 2019 | Model 3 LR AWD | A few times a year | A few times a year | Once or twice a year | 80% | … | 32199.0 | 472 | 499.0 | 94.59% | 20,008 mi | 32,199 km | 20,008 mi | 4dme | -1.00% | 97.02% |
| 2 | 19 Aug 2022 | Bond | Europe (excluding UK) & Asia Pacific | km | 15 May 2019 | Model 3 LR AWD | A few times a year | A few times a year | Once or twice a year | 80% | … | 34232.0 | 480 | 499.0 | 96.19% | 21,271 mi | 34,232 km | 21,271 mi | 4RedCommuter | -1.00% | 96.89% |
| 3 | 19 Aug 2022 | Bond | Europe (excluding UK) & Asia Pacific | km | 15 May 2019 | Model 3 LR AWD | A few times a year | A few times a year | Once or twice a year | 80% | … | 38908.0 | 464 | 499.0 | 92.99% | 24,176 mi | 38,908 km | 24,176 mi | 600sl | -1.00% | 96.61% |
| 4 | 19 Aug 2022 | Bond | Europe (excluding UK) & Asia Pacific | km | 15 May 2019 | Model 3 LR AWD | A few times a year | A few times a year | Once or twice a year | 80% | … | 51016.0 | 470 | 499.0 | 94.19% | 31,700 mi | 51,016 km | 31,700 mi | ABC123 | -1.00% | 95.99% |
5 rows × 26 columns
Die Degradation wird durch den Vergleich einer standardisierten Reichweite im Neuzustand und zum jeweiligen Zeitpunkt bestimmt. Es gibt Werte bis 160 %, dabei müsste es sich um Datenfehler handeln. Wir haben einen Schnitt bei 105 % gemacht. Eine leicht höhere Batteriekapazität als 100 % ist bei dieser Definition der Degradation möglich.
Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Degradation
1. Faktor: Laufleistung
Die Batteriekapazität nimmt über die Laufleistung in gewohnter Form ab. Ähnliche Charts findet man z.B. hier: https://maartensteinbuch.com/2015/01/24/tesla-model-s-battery-degradation-data/
Zu Beginn der Nutzung, d.h. in den ersten 40 tkm, fällt die Batteriekapazität um ca. 4 % stark ab. Danach flacht die Kurve deutlich ab auf eine Degradation von ca. 1% pro 35 tkm.
2. Faktor: „Leerfahr-Frequenz“
Unter „Leerfahr-Frequenz“ verstehen wir die angegebene Anzahl der Ereignisse pro Jahr, in denen der Akku unter 5% Ladezustand gefahren wird. Man geht davon aus, dass sehr niedrige und sehr hohe Ladezustände die Degradation begünstigen und somit vermieden werden sollten. Zumindest aber sollte der Zustand nur möglichst kurz erhalten bleiben.
Der Chart zeigt eine gewisse Tendenz, dass die Häufigkeit des Leerfahrens einen Einfluss auf die Degradation hat. Die Fehlerbalken werden relativ groß, da es wenige Fahrer gibt, die angeben, dass sie mindestens 2 Mal pro Monat oder mehr leer fahren.
Weitere Faktoren: Frequenz Supercharger-Nutzung, Tägliches Ladelimit, Frequenz Vollladung
Bei der qualitativen Betrachtung der weiteren Faktoren kann man keine große oder stark signifikante Abhängigkeit der Faktoren zur Batteriekapazität erkennen.
Genauere Betrachtung des 2. Faktor, der „Leerfahr-Frequenz“
Die beiden wichtigsten Faktoren, die wir bisher identifiziert haben, sind Laufleistung und die Leerfahr-Frequenz. Nun ziehen wir den gemessenen Effekt der Laufleistung von der verbleibenden Batteriekapazität ab. Dann untersuchen wir die Residuen davon, ob diese noch eine Abhängigkeit von der Leerfahr-Frequenz zeigen. Der folgende Chart zeigt, dass diese Abhängigkeit verschwunden ist. Daher muss dieser Effekt bereits in der Laufleistung mit berücksichtigt worden sein. Das erklärt sich dadurch, dass die mittlere Leerfahr-Frequenz mit der Laufleistung ansteigt, d.h. Leerfahr-Frequenz und Laufleistung sind positiv korreliert.
Hat den Akku leer fahren nun keinen Einfluss auf die Degradation?
Das können wir auf Basis der kurzen Analyse und der Datenlage nicht final aussagen. Es scheint jedoch als wäre der Effekt relativ klein.
Ist es nun eine gute Idee den Akku ständig leer zu fahren?
Vermutlich ist das keine gute Idee. Wir können mit der Analyse den Effekt nicht grundsätzlich ausschließen.
Unser Ergebnis kann auch dadurch beeinflusst sein, dass z.B. die Datenspender bei diesem Projekt eher E-Auto-Experten sind und den leeren Akku sofort nach der Fahrt wieder aufladen und somit den negativen Einfluss gering halten.
