Ein E-Auto-Akku altert so schnell wie seine schwächste Zelle, denn alle in Reihe geschalteten Zellen müssen deren Tempo halten. Forscher der Chalmers University in Göteborg rechneten mit dem Zulieferer Phinia und dem Lkw-Hersteller Scania durch, was Schalter bringen, die schwache Zellen überbrücken: im besten Fall über 20 Prozent mehr Lebensdauer.
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Im Rechenbeispiel der Studie ist ein herkömmlicher E-Auto-Akku mit 80 Kilowattstunden bei 12.000 Kilometern im Jahr nach zehn Jahren reif für den Tausch, die umschaltbare Variante erst nach rund elf.[1] Chalmers stellte die in Nature Communications erschienene Arbeit am 8. Oktober vor.
Das Wichtigste in Kürze
- Zwei Schalter je Zelle lassen das Batteriemanagement schwache Zellen überbrücken.
- Plattformen mit 500 bis 750 Volt wie der Porsche Taycan gewinnen im Modell über 24 Prozent Lebensdauer, 400-Volt-Autos rund 10 Prozent.
- Unter etwa 50 Kilowattstunden Akkugröße rechnet sich die Zusatzelektronik in der Regel nicht.
- In Serienautos steckt die Technik noch nicht.
Warum gibt die schwächste Zelle den Takt vor?
Abweichungen bei der Elektrodenbeschichtung und Temperaturunterschiede im Gehäuse lassen die Zellen eines Akkus unterschiedlich schnell altern. Ein herkömmlicher Akku gilt in der Studie als verbraucht, sobald die erste Zelle unter 80 Prozent ihrer Nennkapazität fällt.[2] „Weil sie aneinandergebunden sind, müssen alle das Tempo der langsamsten Zelle halten und stehen bleiben, sobald diese Zelle stehen bleibt“, sagt Albert Škegro, Doktorand an der Chalmers University.[1]
Die Forscher setzen bei der Leistungselektronik an: Jede Zelle bekommt zwei Halbleiterschalter, über die sie zugeschaltet oder überbrückt wird. Fällt eine Zelle zurück, fließt der Strom an ihr vorbei. Die Schaltbefehle kommen aus dem Batteriemanagement, einem Feld, auf dem sich auch Schaeffler und CATL zusammengetan haben.
Bei welchen Autos lohnt sich der Bypass?
Den größten Einfluss hat die Systemspannung: Je mehr Zellen in Reihe hängen, desto wahrscheinlicher schwächelt eine davon früh. Die Forscher übertrugen ihre Ergebnisse auf 20 reale Modelle: Ein Mild-Hybrid wie der Audi Q5 gewinnt rund 7 Prozent Lebensdauer, ein Tesla Model Y mit 300 bis 400 Volt rund 10 Prozent.[2] Porsche Taycan, Kia EV9 und der Iveco-Lkw S-eWay mit 500 bis 750 Volt kommen auf über 24 Prozent. NMC-Zellen profitieren stärker als LFP-Zellen, weil sie ungleichmäßiger altern.
Die Schalter kosten Geld und verursachen Wärmeverluste, die den Stromverbrauch leicht erhöhen. Im Basisszenario mit einem 80-Kilowattstunden-Akku aus LFP-Zellen und 18,8 Jahren Fahrzeugleben hat die Technik ihren Aufpreis nach 9,1 Jahren eingespielt und spart am Ende 941 Euro. Im ungünstigsten Fall kostet der Bypass 2.258 Euro mehr. In mindestens 99,7 Prozent der simulierten Fälle rechnet sich die Umschalttechnik bei weniger als 7,16 Prozent Aufpreis gegenüber einem herkömmlichen Akku und unter 12.150 Kilometern im Jahr.[2]
„Rekonfiguration ist keine Frage von ‚an oder aus‘. Es ist ein Spektrum“, sagt Changfu Zou, Professor an der Chalmers University und Mitautor der Studie.[1] Die Einzelzellsteuerung markiert die Obergrenze, in der Praxis rechnen die Autoren mit Zellgruppen und entsprechend kleineren Gewinnen.
Heute entscheidet eine einzige schwache Zelle über den Restwert eines E-Autos, ein teures Erbe der Reihenschaltung.
Michael Dobler, Herausgeber Dr. Web
Was bedeutet das für Flotten und Hersteller in Europa?
Ab Ende November 2026 müssen neue Pkw-Typen mit der Abgasnorm Euro 7 eine Mindesthaltbarkeit der Batterie einhalten: 80 Prozent der Anfangskapazität nach fünf Jahren oder 100.000 Kilometern, 72 Prozent nach acht Jahren oder 160.000 Kilometern.[3] Jede Technik, die den Kapazitätsverlust bremst, verschafft Herstellern dabei Luft. Die Studie zählt Audi, Mercedes-Benz, Porsche und Bosch zu den Unternehmen, die an umschaltbaren Akkus forschen.
Auch in der Zellfertigung ließe sich sparen: Formierung, Prüfung und Sortieren machen rund 30 Prozent der Herstellkosten einer Zelle aus. Ein Akku mit Bypass verkraftet größere Unterschiede zwischen den Zellen, das Sortieren könnte dann gröber ausfallen.[2] Nach dem Autoleben bleiben zudem mehr Akkus als stationäre Speicher nutzbar, bevor das Recycling die Rohstoffe zurückholt.
Im Juli nahm die Schwarz Gruppe reine Elektroautos aus dem Programm für neue Dienstwagen, weil der unsichere Restwert die Flottenrechnung kippte. Bis umschaltbare Akkus in Serie gehen, entscheidet weiter die Alterung des Akkus über den Wertverlust. Lassen Sie sich beim Leasing oder Gebrauchtkauf gerne ein Zertifikat zum Akkuzustand vorlegen und prüfen Sie, ab welcher Restkapazität die Batteriegarantie greift.
Quellen
[1] Chalmers University of Technology: „Electric vehicle batteries get a longer lifespan when weak cells are bypassed“ (8. Oktober 2026)
[2] Albert Škegro, Torsten Wik, Bo Bijlenga, Alexander Bessman, Changfu Zou: „System-level assessment of dynamic reconfiguration for lifetime and cost outcomes in electric vehicle battery packs“, Nature Communications 17, Artikel 5980 (2026)
[3] Amtsblatt der Europäischen Union: „Verordnung (EU) 2024/1257 über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich ihrer Emissionen und der Dauerhaltbarkeit von Batterien (Euro 7)“ (24. April 2024)
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