Der Frost kostet Energie: Warum Autobatterien bei Kälte schwächeln

Warum Frost den Batterien zusetzt

Der Grund liegt laut dem Automobilclub in der Chemie: Sowohl klassische Blei-Starterbatterien als auch moderne Lithium-Ionen-Akkus basieren auf elektrochemischen Prozessen, bei denen geladene Teilchen durch eine leitende Flüssigkeit oder einen Elektrolyten wandern. Sinkt die Temperatur, wird diese Bewegung schnell langsamer und schwerfälliger. Dadurch kann ein Akku weniger Energie liefern und weniger effizient aufgeladen werden. Besonders davon betroffen sind Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in E-Autos vorkommen: Sie verlieren unter null Grad deutlich an Leistungsfähigkeit, weil die chemischen Reaktionen in ihren Zellen gehemmt werden.

Bei klassischen Starterbatterien ist der Effekt ähnlich: Unter fünf Grad Celsius sinkt die Reaktionsgeschwindigkeit des Elektrolyts, wodurch weniger Strom für den Motorstart zur Verfügung steht. Ergänzend fordert der Winter zusätzliche Energie für Licht, Gebläse, Scheibenheizung und Lüfter, was bei Kurzstreckenfahrten leicht dazu führt, dass die Batterie stärker entladen wird, als sie in so kurzer Zeit wieder aufgeladen werden kann: "Die Lichtmaschine braucht nach dem Start rund zehn Minuten Fahrzeit, um den verbrauchten Strom wieder auszugleichen. Werden gleichzeitig mehrere Stromverbraucher genutzt, bleibt für das Nachladen der Batterie oft nichts übrig", erklärt ÖAMTC-Techniker Steffan Kerbl.

Warum E-Autos im Stand Akku verlieren

Auch bei Elektroautos zeigt sich im Winter regelmäßig ein ähnlicher Effekt: der Akku verliert bereits im Stand mehr Ladung als üblich. Der Grund ist zweifach: Zum einen benötigen große Traktionsbatterien mehr Energie, um bei kalten Außentemperaturen auf eine betriebsfähige Starttemperatur gebracht zu werden. Bevor ein E-Auto wirklich fahrbereit ist, muss das interne Batterie-Managementsystem (BMS) die Zellen vorheizen, damit die chemischen Prozesse wieder effektiver ablaufen. Diese Vorheizung verbraucht bereits Strom aus der Batterie selbst.

Zum anderen entziehen Heizung und Innenraumkomfort dem Akku zusätzliche Energie. Anders als bei Verbrennern, wo Abwärme des Motors auch den Innenraum heizt, muss ein Elektroauto Energie für Heizung, Sitz- und Lenkradheizung sowie Elektrolicht ebenfalls aus dem gleichen Akku verwenden. Das reduziert die effektive Reichweite vor allem bei kurzen Fahrten oder wenn das Fahrzeug längere Zeit steht und anschließend wieder aufgewärmt werden muss.

Auswirkung auf Reichweite und Laden

Bei längeren Fahrten wirkt sich die reduzierte Batterieeffizienz deutlich auf die Reichweite aus. Die chemischen Vorgänge in einer kalten Batterie laufen langsamer ab, was auch die Ladefähigkeit beeinflusst: Beim Schnellladen nimmt ein kalter Akku zunächst weniger Leistung auf, weil er erst auf Temperatur gebracht werden muss, bevor der eigentliche Ladevorgang mit hoher Leistung möglich ist.

Aktuelle Fahrzeugtests des ÖAMTC zeigen, dass Reichweiteinbußen im Winter nicht zu unterschätzen sind. Je nach Modell und Batterie kann die nutzbare Kapazität um bis zu 20 bis 30 Prozent oder mehr sinken, wenn Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt liegen und gleichzeitig Heizung und weitere Komfortfunktionen eingeschaltet sind.

Tipps gegen die Kälte

Experten des Automobilclubs geben Empfehlungen, um Batterieprobleme im Winter zu reduzieren: Wer sein Fahrzeug nicht in einer Garage abstellen kann, sorgt idealerweise dafür, dass es vor Fahrtantritt beheizt oder die Batterie zumindest teilweise aufgewärmt werden kann. Bei E-Autos kann die sogenannte Vorkonditionierung helfen, die Batterie schon während des Ladevorgangs auf eine günstigere Temperatur zu bringen, wenn das Fahrzeug noch an der Wallbox hängt.

Zudem sollten Kurzstreckenfahrten, die dem Akku kaum Zeit zum Wiederaufladen lassen, möglichst vermieden werden. Sitz- oder Lenkradheizung können bei Bedarf effizienter sein als ein Dauerbetrieb der Innenraumheizung. Starthilfe für klassische Batterien oder der Einsatz eines Start-Boosters kann im Notfall helfen, wenn die 12-Volt-Batterie zu schwach ist, um die Bordelektronik zu aktivieren.