Akku ist nicht gleich Akku. Um ausreichend Batterieleistung zur Verfügung zu stellen, hat ein Großteil der Elektroautohersteller in der Vergangenheit auf Lithium-Ionen-Batterien mit einer Nickel- und Kobalt-Chemie gesetzt. Die Entwicklung von Akkus unterliegt aber einem ständigen Fortschritt. So finden immer mehr andere Materialien mit anderen Eigenschaften ihren Einsatz auch in Elektroautobatterien. Auch Tesla hat in der Vergangenheit schon mehrmals die Zusammensetzung seiner Batterie geändert. Sogar in aktuellen Neuwagen kommt nicht bei jedem Fahrzeugmodell die gleiche Batterietechnologie zum Einsatz.
In diesem Beitrag schreibe ich über die Unterschiede der Tesla Batterie, die verschiedenen Akku-Typen und deren Vor- und Nachteile.
- Batteriezellen-Formate bei Elektroauto-Akkus
- Hersteller von Batteriezellen für Elektroautos
- Die Herstellung der Tesla Batterien und deren Zellchemie
- Unterschiede der Batteriezellen-Chemie von NCA, NMC und LFP Akkus
- In welchen Tesla Modellen kommt welche Zellchemie zum Einsatz?
- Wie kann man herausfinden, welche Art von Tesla Batterie verbaut ist?
- Tesla Batterie Check: So kann man den Zustand der Batterie auslesen
- Tesla Batterie Gewicht - Wie schwer ist sie? Und ist das relevant?
- Welche Batterie Chemie wird Tesla in Zukunft noch auf den Markt bringen?
- Fazit
Batteriezellen-Formate bei Elektroauto-Akkus
Der Akku eines Elektroautos besteht aus mehreren tausend einzelner Batteriezellen. Da es verschiedene Hersteller solcher Zellen gibt, werden diese auch in unterschiedlichen Formaten und mit unterschiedlichem Inhalt, der sogenannten Zellchemie, konstruiert
Tesla verwendet zum Beispiel für die Akkus, die gemeinsam mit Panasonic in der Gigafactory Nevada produziert werden, auf ein zylindrisches Format. Es sieht ähnlich aus, wie herkömmliche AA-Batterien, die man aus dem Haushalt kennt. Sie sind nur etwas größer.
Aber auch beim zylindrischen Format setzt Tesla nicht nur auf einen Formfaktor. Es gibt drei unterschiedliche Größen von zylindrischen Zellen in Tesla Fahrzeugen.
Die nummerische Bezeichnung der Zellformate bezieht sich auf deren Abmessungen. Der 18650-Formfaktor misst 18 mm im Durchmesser und 65 mm in der Länge. Die Null im Namen steht für die zylindrische Form. Diese wurde seltsamerweise bei den späteren Formfaktoren 2170 und 4680 weggelassen.
Andere Hersteller von Batteriezellen, wie etwa CATL und LG, setzen auch auf das Pouch-Format oder das prismatische Format. Alle drei Batterieformate haben ihre unterschiedlichen Vor- und Nachteile.
Die Batteriezellen werden je nach Hersteller mit unterschiedlicher Zellchemie, also unterschiedlichem Inhalt und verschiedenen Formaten hergestellt (dazu gleich mehr).
Hersteller von Batteriezellen für Elektroautos
Im Jahr 2023 sah die Verteilung der Marktanteile an der weltweiten Zellproduktion von Batterien für Elektroautos wie folgt aus (Quelle: Produktion.de)
30.6% CATL (China)
16,4% LG Chem (Südkorea)
10,6% BYD (China)
7,8% Samsung SDI (Südkorea)
7,5% SK Innovation (Südkorea)
3,6% Panasonic Sanyo (Japan)
2,4 % CALB (China)
21,1% alle anderen kleineren Hersteller
Die Zellproduktion liegt also praktisch ausschließlich in asiatischer Hand. Historisch bedingt hat Asien damit einfach viel mehr Erfahrung, da sie auch seit Jahren die Akkuzellen für unsere elektronischen Geräte fertigen. Akkus für Laptops, Handys, usw. stammen seit Jahren nur noch aus Asien.
Tesla produziert zwar einen Teil seiner Zellen in der Gigafactory Nevada in den USA. Aber auch diese Produktionsstätte wird in einem Jointventure zusammen mit dem japanischen Hersteller Panasonic betrieben.
Bis Ende 2020 war die Akku-Situation bei Tesla ganz einfach: In allen Fahrzeugen, sowohl bei der Produktion in den USA, als auch in China, waren 18650- oder 2170-Batterien von Panasonic verbaut.
Tesla könnte aber damit heute den eigenen Bedarf an Batteriezellen gar nicht mehr decken.
Deshalb begann Tesla ab etwa dem vierten Quartal 2020 damit, auch Zellen von CATL (China) und LG Energy (Südkorea) zuzukaufen.
Im Jahr 2023 ist Tesla mit einem weiteren großen Batterie-Lieferanten eine Partnerschaft eingegangen. Dabei handelt es sich um den chinesischen Hersteller BYD.
Zurzeit werden die Zellen folgender Hersteller in Tesla Fahrzeugen verbaut:
Hersteller | Format / Formfaktor | Zellchemie | Im Einsatz in |
Panasonic | Zylindrisch / 18650 und 2170 | Nickel-Kobalt-Aluminium-Kathode (NCA) | Model S, X (18650) |
LG Chem | Zylindrisch / 2170 | Nickel-Mangan-Kobalt-Kathode (NMC) | Model 3, Y |
CATL | Prismatisch | Lithium-Eisenphosphat-Kathode (LFP) | Model 3, Y |
BYD | Europa: Prismatisch (auch Blade genannt) Nur USA: Zylindrisch / 4680 (strukturelles Batteriepack) | Lithium-Eisenphosphat-Kathode (LFP) | Model Y |
Die Herstellung der Tesla Batterien und deren Zellchemie
Tesla produziert mittlerweile Batteriezellen an mehreren Standorten weltweit. Um die enorme Anzahl notwendiger Zellen liefern zu können, wurden die meisten Arbeitsschritte in den eigenen Produktionsstätten durch den Einsatz von Robotern automatisiert. Trotzdem müssen weiterhin Zellen zugekauft werden.
Das folgende Video zeigt einen kurzen Einblick in die Panasonic Zellproduktion der Tesla Gigafactory Nevada.
Tesla Batterien Zellchemie
Das Innenleben einer Batteriezelle lässt sich bei Tesla grob in drei Varianten einteilen. Deren abgekürzter Name bildet sich aus Rohstoffen, die in der Zellchemie enthalten sind:
- NCA : Nickel-Kobalt-Aluminium
- NMC : Nickel-Mangan-Kobalt
- LFP : Lithium-Eisen-Phosphat
Unterschiede der Batteriezellen-Chemie von NCA, NMC und LFP Akkus
Nebst der Größe und den Abmessungen, unterscheiden sich die Batteriezellen auch in der Zusammensetzung ihrer Zellchemie, also deren Aufbau und den verwendeten Substanzen im Inneren der Batterie. Je nach Zellchemie ergeben sich bei NCA-, NMC- und LFP-Akkus dadurch verschiedene Vor- und Nachteile bei der Verwendung in einem Elektroauto.
Vor- und Nachteile von NCA/NMC Batteriezellen
Bereits 2012 wurden NCA Zellen in den ersten Model S eingesetzt. Gerade bei den ersten Elektroautos war es wichtig, auf einen Zelltyp mit hoher Energiedichte zu setzen. Die Effizienz der Elektroantriebe war damals noch nicht so hoch, wie sie es heute ist und um eine ausreichende Alltagsreichweite und hohe Performance (in Form von Beschleunigung) zu erhalten, benötigte man Zellen mit einer großen Energiedichte. NCA Zellen können diese Anforderungen liefern. Seit 2015 werden sie auch im Model X verbaut.
Mit einer Haltbarkeit von etwa 1500 Ladezyklen sind sie auch langlebig, auch wenn die Kapazität dann nur noch etwa 70 % der ursprünglichen Kapazität entspricht.
NMC Zellen sind eine Weiterentwicklung der NCA Zellen, besitzen jedoch weniger Kobalt-Anteil.
NMC nutzt Tesla seit 2021 im Model 3 und später auch im Model Y. Sie sind den NCA Zellen grundsätzlich ähnlich, verfügen aber über etwas weniger Energiedichte und ihnen wird eine Haltbarkeit von 1000 Ladezyklen zugesprochen.
Das liest sich schlecht, aber im Model 3 und Y wird das durch den geringeren Verbrauch kompensiert, da diese Fahrzeuge leichter sind als ein Model S oder X. Trotzdem bemängeln einige Experten, dass es vermutlich beim Model 3 und Y mit NMC keine Fahrzeuge geben wird, die 600’000 km mit einem Akku schaffen, wie das beim Model S der Fall ist. Offenbar lässt sich das also doch nicht so ganz ausgleichen. Die Erfahrung wird es zeigen, ob sie recht behalten.
Sicherheit: Elektroautos brennen grundsätzlich nicht häufiger als Autos mit Verbrennungsmotor. Trotzdem ist es bei schweren Unfällen möglich, dass sich die NCA/NMC-Zellen bei einer starken Beschädigung explosionsartig entzünden können.
Im Alltag sollten NCA/NMC-Akkus idealerweise mit einem Ladestand von 20 bis 90 % betrieben werden. Während einer Langstreckenfahrt ist es kein Problem darüber oder darunter zu gehen. Aber das Fahrzeug oft mit unter 20 % oder über 90 % Akkustand für eine längere Zeit abzustellen, wird nicht empfohlen, da dies einen bleibenden negativen Effekt auf die Zellchemie hat. NCA oder NMC Akkus, die so behandelt werden, verlieren über die Jahre deutlich mehr an Kapazität und können nicht mehr so viel Energie speichern.
Wer also seinen Akku im Alltag schonend behandeln möchte, sollte sich im alltäglichen Ladeverhalten mit einem NCA/NMC-Akku etwas einschränken.
Tesla schreibt dazu:
Für den Alltagseinsatz empfehlen wir, Ihr Fahrzeug auf eine “tägliche” Reichweite von max. 90 % einzustellen. Das Laden auf 100 % der Batteriekapazität sollte idealerweise nur für längere Reisen vorgesehen werden.
Zusammengefasst die Vor- und Nachteile des Tesla NCA/NMC Batterie Typs:
Vorteile:
- Höhere Energiedichte pro kg Akkugewicht als bei LFP-Akkus. (NCA=322 Wh/kg, NMC=230-250 Wh/kg und LFP=130-160 Wh/kg)
- Hohe Leistung. Daher ist der Einsatz auch in Performance Modellen möglich.
- Leichter als LFP-Akkus.
Nachteile:
- Geringere Zykluslebensdauer als bei LFP-Akkus (durchschnittlich NCA=1500, NMC=1000 und LFP= 5000 Ladezyklen)
- Bei einer sehr starken Beschädigung während schweren Unfällen können NCA/NMC-Batteriezellen explosionsartig abbrennen.
- NCA enthalten Kobalt. Je nach Herkunft ist dieser Rohstoff problematisch.
- Teurer als LFP-Akkus.
- Ladestand sollte im Alltag bei Nichtverwendung zwischen 20 und 90 % gehalten werden.
Vor- und Nachteile von LFP Batteriezellen
Akkus aus LFP-Zellen bestehen aus einer positiven Elektrode aus Eisenphosphat und enthalten deshalb kein Kobalt. Im Vergleich zum herkömmlichen NCA- oder NMC-Akku haben LFP-Akkus eine deutlich geringere Energiedichte. Das bedeutet, ein LFP-Akku mit gleicher Kapazität ist deutlich schwerer als ein NCA- oder NMC-Akku. Außerdem bringt er weniger Leistung und ist nicht für Performance Modelle geeignet.
Durch die bereits erwähnten Effizienzsteigerungen bei den Elektroantrieben wurden ab 2020 auch Model 3 Standard Range Fahrzeuge mit LFP-Akkus möglich. Dank der niedrigeren Reichweite und weniger Beschleunigungsleistung konnten die geringere Energiedichte und das Mehrgewicht der LFP-Akkus kompensiert werden.
Davor kamen LFP-Zellen eigentlich primär außerhalb der Elektromobilität zum Einsatz. Zum Beispiel in der Solarenenergiebranche als stationärer Stromspeicher.
Seinen Weg in die Elektromobilität hat der LFP-Akku hauptsächlich aufgrund seines günstigen Preises und seiner sehr positiven anderen Eigenschaften gefunden. Mit bis zu 5000 Lade- und Entladezyklen ist er sehr langlebig. Das längere Abstellen des Fahrzeugs mit 100 % Ladestand hat auf LFP-Akkus keinen negativen Einfluss.
Eine Tiefentladung ist weniger schädlich und ein LFP ist sicherer, da er bei Beschädigungen weder brennen noch explodieren kann.
Wegen der geringeren Energiedichte kann Tesla den LFP-Akku nur in den Standard-Fahrzeugen mit weniger Reichweite einsetzen. Das kompensiert sich im Alltag aber in gewisser Weise etwas, da man den Akku problemlos immer auf 100 % laden kann. Tesla empfiehlt sogar im Handbuch den LFP Akku einmal pro Woche auf 100 % aufzuladen:
“Wenn Ihr Fahrzeug mit einer LFP-Batterie ausgestattet ist, sollten Sie Ihr Ladelimit auch für den täglichen Einsatz auf 100 % belassen und Ihr Fahrzeug mindestens einmal pro Woche auf 100 % laden.”
US-Forscher widersprechen dem allerdings, da sich gemäß neusten Erkenntnissen so die Lebensdauer des Akkus trotzdem reduziert.
Zusammengefasst die Vor- und Nachteile des Tesla LFP Batterie Typs:
Vorteile:
- Billiger als NCA/NMC.
- LFP Zellen enthalten kein Kobalt oder Nickel.
- Höhere Lade- und Entladezyklen als bei NCA/NMC (durchschnittlich NCA=1500, NMC=1000 und LFP= 5000 Ladezyklen).
- LFP-Zellen brennen und explodieren nicht bei Beschädigung.
- Es ist angeblich nicht schädlich für die Batteriechemie, die LFP Akkus auf 100 % zu laden und in diesem Zustand längere Zeit stehenzulassen.
Nachteile:
- Geringere Energiedichte (NCA=322 Wh/kg, NMC=230-250 Wh/kg und LFP=130-160 Wh/kg)
- Höheres Gewicht und mehr Raumbelegung als bei NCA/NMC. Fahrzeuge mit großen Akkukapazitäten sind mit LFP nicht möglich.
- Schlechtere Temperaturbeständigkeit bei sehr kalten Bedingungen. Bei einer Temperatur von -20℃ kann die NMC-Batterie 70,14 % ihrer Kapazität freisetzen; während die LFP-Batterie nur 54,94% abgeben kann. Durch Erwärmen des Akkus kehrt diese fehlende Kapazität natürlich zurück. Aber das Erwärmen kostet ebenfalls Energie, die beim Heizen unterwegs aus dem Akku bezogen werden muss.
- Nicht für den Einsatz in Performance Fahrzeugen geeignet, da sie diese hohe Leistung nicht abgeben können.
Als der LFP-Akku ab Ende 2020 in einigen Model 3 zum Einsatz kam, wurde immer wieder erwähnt, dass die Ladeleistung beim Schnellladen eines LFP-Akkus nicht so gut sei, wie bei den NCA/NMC-Akkus.
Durch Optimierungen der Batteriemanagementsoftware konnte Tesla diesen Umstand in den folgenden Monaten aber massiv verbessern. Der LFP-Akku lädt zwar bei sehr niedrigen Temperaturen noch immer langsam, aber nach dem Vorwärmen des Akkus liegt die Ladeleistung nur minimal unter der von NCA/NMC-Akkus. Das folgende Bild zeigt die Ladekurve eines Tesla Model 3 SR+
Vergleich: LFP Zellen von BYD und CATL
Die Standard Model 3 und Y Varianten werden seit einigen Jahren mit LFP Zellen von BYD oder CATL ausgerüstet. Erkennbar ist der Hersteller des Akkus mit meinem VIN Decoder.
Auch die komplette Bauweise der beiden Varianten ist unterschiedlich. Der BYD Akku hat ein Front Casting und ein Structural Battery Pack. CATL hat das nicht. Der BYD Akku lädt schneller bzw. hat eine bessere Ladekurve (siehe unten) und der CATL Akku hat minimal mehr Kapazität und degradiert etwas langsamer. Dafür ist der BYD wiederum deutlich kälteunempfindlicher.
Wer sich darüber aber keine Gedanken macht, wird kaum einen Unterschied feststellen.
Einen interessanten Vergleich der Ladegeschwindigkeit von BYD und CATL LFP Zellen findet man bei Teslalogger.
Eine Übersicht der Datenpunkte dieser Grafik:
BYD (hellblaue und hellgrüne Linie)
10%-40% 6:38min
10%-50% 8:43min
10%-60% 11:23min
10%-70% 14:15min
10%-80% 18:09min
CATL (dunkelblaue und dunkelgrüne Linie)
10%-40% 8:18min
10%-50% 11:46min
10%-60% 15:51min
10%-70% 20:48min
10%-80% 27:20min
Die BYD Zellen halten den Ladestrom bis etwa 47% SoC auf rund 170 kW!! (hellblaue Linie). Das verkürzt die Ladedauer gegenüber CATL nochmals um ein paar Minuten. In unglaublichen 18 Minuten ist der BYD Akku von 10 auf 80 Prozent geladen! Davor ziehe ich mit meinem Model S aus dem Jahr 2017 den Hut! Aber ich kann dafür am Supercharger in Ruhe fertig essen. 🙂
Werden LFP Akkus auch bei Long Range und Performance Modellen kommen?
Es ist bisher nicht vorgesehen und mit aktuellen CATL LFP Zellen auch nicht möglich. Da die Energiedichte der LFP Zellen erheblich geringer ist, müssten viel mehr Zellen verbaut werden, um die notwendige Reichweite zu erreichen. Das Auto wird schwerer, was wiederum den Verbrauch erhöht. Ein Teufelskreis. Es ist schlicht nicht möglich, mit der heutigen LFP Zellchemie solche Fahrzeuge zu bauen.
Der Mehrbedarf an Raumkapazität ist außerdem nur beim Standard Model 3 vorhanden, da bei diesem früher mit den herkömmlichen 2170er NCA Zellen einfach nicht die volle Zahl an Akkupacks verbaut wurde (das Fahrzeuge sollte ja bewusst weniger Reichweite bekommen).
Der früher freigelassene Raum ergibt nun mit LFP den benötigten Platz, um die niedrigere Energiedichte der LFP auszugleichen, die seit 2020 anstelle von NCA beim Standard Model 3 zum Einsatz kommen.
Beim LongRange- und Performance-Modell war das Akkupack auch früher schon immer voll belegt.
In welchen Tesla Modellen kommt welche Zellchemie zum Einsatz?
Wie bereits erwähnt, werden in Tesla Fahrzeugen verschiedene Akkus mit unterschiedlicher Zellchemie eingesetzt. Einerseits hat dies historische Gründe, da Tesla über die Jahre immer wieder seine eigene Zellchemie weiterentwickelt und verbessert hat. Ein anderer Grund ist der Zukauf von Akkus anderer Hersteller, wie LG Chem, CATL und BYD.
Für Gebrauchtwagenkäufer ist es interessant zu wissen, in welchen Tesla Fahrzeugmodellen und welchen Modelljahren welcher Batterietyp verbaut wurde.
Tesla liefert selbst keine Informationen zu diesem Thema. Aber im Internet lassen sich diese Details in den folgenden Quellen finden:
Model 3 und Model Y
Im deutschsprachigen Tesla Fahrer und Freunde Forum wird von Benutzer “eivissa” eine sehr detaillierte Auflistung mit einem Batteriewiki für das Model 3 und Model Y gepflegt. Es zeigt nicht nur die unterschiedlichen Akkuhersteller, sondern auch die verschiedene Akkukapazitäten in den letzten Jahren und viele weitere Details.
Model S und Model X
Leider gibt es im TFF-Forum keine solchen Daten zum Model S oder X. Eine grobe Übersicht habe ich hier aufgelistet. Alle MS und MX seit 2012 basieren auf der NCA Zellchemie von Panasonic im 18650-Formfaktor. Allerdings gibt es auch hier leichte Unterschiede, denn die Zellchemie der NCA Zellen wurde ebenfalls weiterentwickelt.
Grundsätzlich unterscheidet sich die NCA Zellchemie nach folgenden Zeiträumen. Es ist allerdings möglich, dass es noch weitere Unterschiede gibt, die nicht öffentlich bekannt sind:
- Das Model S wurde 2012 bis 2015 in den Varianten mit 60, 70 und 85 kWh mit einer älteren Zellchemie produziert, die heute noch immer durch eine softwaremäßige Limitation beim Schnellladen begrenzt ist.
- Model S und Model X wurden ab ungefähr 2015 bis März 2019 mit einer neueren Zellchemie produziert. Diese kommt in den Model S Facelift Modellen (ab April 2016) mit 75, 90 und 100 kWh, sowie in allen Model X zum Einsatz.
- Model S und Model X Raven Modelle, die zwischen März 2019 und September 2020 produziert wurden, enthalten meines Wissens die gleiche Zellchemie wie der Vorgänger aus 2015 bis 2019. Die höhere Reichweite des Ravens stammt von Optimierungen der Motoreneffizienz und nicht von Veränderungen am Akku.
Die folgende Grafik zeigt die Produktionszeiträume der verschiedenen Model S Varianten und ihren Akkugrößen (erkennbar an der Modellbezeichnung):
Erläuterungen zur Grafik:
Das Model S mit dem Namen “Standard Reichweite” ist bezüglich Akku eigentlich baugleich zum S75D und wurde nur für kurze Zeit unter diesem Namen verkauft. Seit März 2019 wird diese Variante nicht mehr produziert.
Als Tesla ab 2017 damit begann, das Model 3 in den USA und ab 2019 in Europa zu verkaufen, wurde das Model S nur noch mit einem 100 kWh Akku in den Varianten “Maximale Reichweite” und “Performance” angeboten. Der 75 kWh Akku wurde seither nicht mehr verkauft.
Ab Sommer 2020 wurde durch verschiedene Optimierungen mit dem “Maximale Reichweite Plus” Model S die Reichweite nochmals von 610 auf 652 Km gesteigert. Ob Es Änderungen am Akku gab ist nicht bekannt.
Im September 2020 wurde die Produktion des Model S vorübergehend eingestellt, da die Fabrikationstrassen auf das “2021 Refresh Model S” umgestellt wurden. Schlussendlich verzögerte sich die Produktion immer weiter (vermutlich auch aufgrund von Auswirkungen der Chipkrise).
Im Dezember 2022 wurden dann endlich die ersten Refresh Model S und X Plaid und Long Range in Europa ausgeliefert. Das Batterieformat ist weiterhin zylindrisch, 18650. Allerdings wurde die Kühlung verbessert. Es ist anzunehmen, dass auch die Batteriechemie weiter optimiert wurde, aber Tesla hält sich hier bedeckt.
Anzahl Ladezyklen je nach Fahrzeugmodell
Hinweis: Ein Vollzyklus ist eine Ladung von null auf hundert Prozent. Es macht keinen Unterschied, ob man einmal von 0 auf 100 % lädt oder 4x nur je 25 %. Beides entspricht jeweils nur einem Vollzyklus.
Model S60 / S70 / S85 (NCA, ältere Zellchemie)
Im Durchschnitt können etwa 1.200 Vollzyklen erreicht werden, was ungefähr 350.000 km entspricht. Es gibt Fahrzeuge, die bis zu 450.000 km erreichen, aber auch solche, die bereits nach 250.000 km ausfallen. Leider ist diese Zellchemie von der Leistungsreduktion betroffen.
Model S75 / S90 / S100 (NCA, neuere Zellchemie)
Die Zellchemie dieser Modelle unterscheidet sich von der vorherigen und bietet eine bessere Leistung mit durchschnittlich mehr als 1.500 Vollzyklen. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung sind diese Batterien resistenter gegen Verschleiß. Außerdem sind diese Fahrzeuge auch viel seltener von Wassereintritt im Akku betroffen.
Model X (NCA, neuere Zellchemie)
Die Batterien des Model X ähneln denen des Model S. Allerdings führt der höhere Energieverbrauch des Model X zu einer etwas kürzeren Lebensdauer. Durchschnittlich etwa 1.000 Vollzyklen sind realistisch.
Model 3 / Y (NCA / NMC)
Diese Modelle verwenden nickelreiche Batterien. Tesla hat den Kobaltanteil bei NMC aus Kostengründen reduziert und den Nickelanteil erhöht, was zu einer schnelleren Alterung und weniger Vollzyklen führt. Dennoch könnten die Zellen aufgrund des geringeren Verbrauchs des Model 3/Y weniger stark belastet und somit die Batterien geschont werden, was auch bei durchschnittlich 1000 Vollzyklen einer NMC Batterie eine Lebensdauer von über 300.000 km ermöglicht. Tesla hat die Garantie für Long Range Fahrzeuge trotzdem auf 192.000 km angepasst.
Model 3 / Y (LFP)
Die Batterien dieses Modells bestehen aus Lithium-Eisenphosphat (LFP) und sind bekannt für eine extrem hohe Anzahl an möglichen Zyklen: durchschnittlich bis zu 5.000. Allerdings mögen LFP-Batterien keine Kälte, was ihre Leistung in kalten Klimazonen beeinträchtigen kann. Obwohl theoretisch über eine Million Kilometer möglich sind, begrenzen praktische Bedingungen, insbesondere in kälteren Regionen, die Lebensdauer. Die Garantie für diese Batterietypen ist ebenfalls auf 160.000 km begrenzt worden. Das spricht verdächtig gegen eine lange Haltbarkeit.
Wie kann man herausfinden, welche Art von Tesla Batterie verbaut ist?
Mit meinem VIN Decoder kann man bei manchen Fahrzeugen grob herausfinden, welcher Akkutyp verbaut ist. Es gibt leider keine eindeutige Akku-Information, die direkt aus der VIN ausgelesen werden kann. Die Einteilung erfolgt nach Kriterien wie Fahrzeugmodell, Modelljahr, Motortyp, etc. Deshalb kann nicht jede VIN-Nummer eindeutig einem Akku zugeordnet werden. Falls der Decoder eine Zuordnung machen kann, findest Du das Resultat im Feld “Bemerkungen” am Ende der Tabelle.
Im Model 3 und Model Y Batteriewiki des TFF-Forum gibt es den Punkt “Welchen Akku habe ich?” (den Punkt einfach mit dem Dreieck aufklappen). Dort werden alle fünf Möglichkeiten genau erklärt, mit denen man den eigenen Akku exakt identifizieren kann.
Tesla Batterie Check: So kann man den Zustand der Batterie auslesen
Das Batteriemangement-System des Tesla versucht die Bedingungen für die Batterie in einem Bereich zu halten, der die Batterie nicht beschädigt. Trotzdem setzen Alterung, hohe Lade- und Entladeströme und andere Faktoren der Batterie auf Dauer zu. Auf manche dieser negativen Effekte hat man durch das eigene Verhalten einen Einfluss, auf andere hingegen nicht. Das bedeutet, mit zunehmenden Alter nimmt die maximale Energiemenge, die ein Akku speichern kann, immer ab.
Über die OBD2-Schnittstelle des Tesla lassen sich bestimmte Kennzahlen auslesen, die Rückschlüsse auf den Zustand des Akkus geben.
Eine Alternative zum selbst auslesen und interpretieren der Batteriewerte ist der automatische Batterietest von Aviloo. Damit lässt sich die dem Akku entnehmbare Energiemenge mit dem Originalzustand dieses Fahrzeugmodells vergleichen.
Tesla Batterie Gewicht – Wie schwer ist sie? Und ist das relevant?
Immer wieder liest man davon, dass die Batterien von Elektroautos so schwer sind und dass das hunderte von Kilogramm nutzlosem Gewicht sind, die im Auto mitfahren. Ja, es ist tatsächlich so, dass der Akku das Gesamtgewicht beim Elektroauto im Vergleich zum Verbrenner signifikant erhöht.
Das Tesla Model S bringt es in der aktuellen Version auf etwa 625 kg Akkugewicht. Auch beim kleineren Tesla Model 3 und Y sind es in der Long Range Version rund 530 kg. Das ist schon eine Ansage. Aber im Vergleich zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor machen sich diese zusätzlichen kg bei Weitem nicht so stark bemerkbar. Der Grund dafür ist die Rekuperation.
Mittels Rekuperation wandelt ein Elektroauto beim Verringern der Geschwindigkeit die Bewegungsenergie in elektrische Energie um und speichert sie im Akku ab. Dadurch sinkt der Gesamtverbrauch pro gefahrenen km. Besonders schwere Fahrzeuge profitieren stark von der Rekuperation und führen dadurch auch wieder mehr Energie in den Akku zurück. So können auch sehr schwere Elektroautos im Vergleich zu einem schweren Verbrenner viel energieeffizienter bewegt werden.
Das bedeutet nicht, dass es toll ist, so schwere Autos zu bauen. Denn der Energieverbrauch beim Fahren ist bei einem schweren Auto immer höher als bei einem Leichten. Es wäre natürlich viel besser, wenn die Elektroautos leicht und dadurch noch viel weniger Energie pro gefahrenen Kilometer benötigen würden. Aber das hohe Gesamtgewicht macht sich dank der Rekuperation nicht so negativ bemerkbar wie bei einem Verbrenner. Durch seinen schlechten Wirkungsgrad und die nicht vorhandene Rekuperation verpufft ein Großteil der Energie aus dem Treibstoff in Form von Wärme ungenutzt.
Welche Batterie Chemie wird Tesla in Zukunft noch auf den Markt bringen?
Das ganze Antriebs- und Batteriemanagement wurde mittels Softwareupdates immer weiter verbessert (im Durchschnitt jedes Jahr um 3%).
Tesla will die aktuelle Vielfalt an Zellen in Zukunft offenbar wieder reduzieren.
Die Nickel-Zellen (NCA/NMC), bei denen der Kobalt-Anteil mittlerweile immer weiter reduziert wurde, sollen dabei das 4680-Format erhalten und direkt ins Fahrzeug eingebaut werden. So werden die Zellen zu einem Teil der Karosseriestruktur. Tesla nennt das “structural battery”. Die günstigeren LFP-Zellen sollen in Zukunft hingegen ein anderes Format erhalten.
Die Produktion des 4680-Formates hat in der Tesla Fabrik in Fremont bereits seit längerem begonnen. Auch die Gigafactory Texas hat im März 2022 damit gestartet.
Dieser Batterietyp wird im strukturellen Batteriepack direkt als tragender Teil der Karosserie verbaut.
Mangels ausreichender Zellproduktion werden solche Fahrzeuge mit 4680-Zellen aktuell aber nur für den US Markt produziert.
Offenbar ist es schwierig, die Herstellung der 4680-Zellen in ausreichend hohen Stückzahlen zu skalieren. Elon Musk hat sogar ein Ultimatum gestellt. Bis Ende des Jahres 2024 müssen die Kosten gesenkt und technische Probleme gelöst werden, sonst droht das 4680-Projekt zu scheitern.
Zusätzlich wird natürlich intensiv an Alternativen zum Lithium-Ionen-Akku geforscht. Feststoffakkus sind dabei ein Thema. Es bleibt aber abzuwarten, wie lange es noch dauern wird, bis sie praxistauglich sind. Der Batteriehersteller CATL geht davon aus, dass diese Festkörperakkus noch für lange Zeit nicht massentauglich sein werden.
Fazit
Ja, es gibt den Unterschied bei der Zellchemie einer Tesla Batterie, der natürlich auch in der ständigen Weiterentwicklung begründet ist. Aktuell herrscht sogar ein regelrechter Wildwuchs an Formaten und Zellchemien. Aber da Elon Musk in Zukunft offenbar nur zwei Akku-Formate und Chemien möchte, kann man davon ausgehen, dass sich das ändern wird. Tesla wird vermutlich das Angebot straffen, sobald die weltweiten Produktionskapazitäten es zulassen. Es würden dadurch sicher auch Kosten gesenkt.
Den größten Unterschied bei den Akkus, den man heute als Teslafahrer im Alltag am meisten bemerkt, ist die Empfehlung zum 100 % laden bei den LFP Akkus. Wer zu Hause laden kann und so jeden Morgen mit 100 % losfährt, hat einen Vorteil gegenüber einem NCA/NMC-Besitzer, der achtsam mit seinem Akku umgehen möchte und ihn nur bei Bedarf über 90 % lädt. Dem fehlen diese 10 % im Alltag immer. In der zur Verfügung stehenden Reichweite gleicht sich das natürlich aus, da NCA/NMC Fahrzeuge generell mehr Reichweite haben.
Aber ist LFP deshalb der bessere Akku?
Ich denke, das kann man nicht generell sagen. Denn LFP ist nicht in allen Anwendungsgebieten verwendbar (Kein Long Range und Performance).
Den geringeren Preis und die positive Eigenschaft des 100% Ladens bezahlt man mit der Kälteempfindlichkeit der LFP-Zellen. Verdächtig ist auch, dass Tesla die Garantie für LFP Akkus auf nur 160’000 km begrenzt. Eigentlich muss es einen Grund dafür geben. Beim NMC ist sie mit 192’000 km deutlich höher und bei den NCA des Model S und X sogar bei 240’000 km.
Vielleicht ist die Zyklenfestigkeit von LFP doch nicht so ein entscheidendes Merkmal für Haltbarkeit? Die Zukunft wird es zeigen.
Hier geht es zum nächsten Beitrag in der Serie “Du möchtest einen Tesla kaufen?”:
Nachteile und warum ein Tesla nicht für jeden geeignet ist
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