eCarTec 2009: Zukunft Elektroauto

Feature | 19. Oktober 2009 von Frank Völkel 0

Multicar Fumo E1 auf der Elektroauto-Messe eCarTec 2009 (Foto: Frank Völkel)

Multicar Fumo E1 auf der Elektroauto-Messe eCarTec 2009 (Foto: Frank Völkel)

Die Umwelt-Diskussion der letzten Jahre hätte nicht brisanter ausfallen können. Wollen die Industriestaaten ihre CO2-Ziele erreichen, richtet sich der Blick nach alternativen Antrieben – das war deutlich auf der benachbarten Veranstaltung SAP Utilities Conference – siehe Artikel Stromzähler 2.0 – zu hören. Einen Fuhrpark mit Elektroautos planen MVV und SAP im Projekt “Green Fleet”, dazu folgt in Kürze ein Artikel.

Wäre nicht von Anfang an der Akku der begrenzende Faktor gewesen, hätten Verbrennungsmotoren in Otto- und Dieselausführung nie Karriere gemacht. Schließlich war der Elektromotor schon vor über 100 Jahren im Wirkungsgrad weit überlegen, wenn nicht das Problem des mitzuführenden Energiespeichers gewesen wäre. Zum Vergleich: In einem Liter Diesel steckt ungefähr das 80-fache an Energie gegenüber dem gleichschweren Akku.

Der Stromspeicher setzt rein objektiv die Grenzen beim elektrischen Fahren, doch hat die Akkutechnik in den vergangenen 10 Jahren große Fortschritte gemacht. Es ist vor allem der Lithium-Ionen-Akku, der den Siegeszug im Consumerbereich gemacht hat. Lithium ist das leichteste Metall, welches zudem in der chemischen Spannungsreihe das höchste negative Potenzial und eine Zellspannung von 3,6 Volt bietet. Eine weitere Variante ist der Lithium-Polymer-Akku, dessen wesentlicher Unterschied im Ersatz des Elektrolyten durch einen ionendurchlässigen Kunststoff besteht.

Akkus im Fahrzeug, die wegen der geforderten Energiemengen die Reihenschaltung vieler hundert Li-Ionen-Zellen zu einem Hochspannungssystem erfordern, müssen in einem Temperaturbereich zwischen 25°C und 40°C gehalten werden. Anders als bei Akkus in Notebooks oder Mobiltelefonen wird eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren in Elektroautos angestrebt. Denn der Preis pro Kilowattstunde liegt immer noch bei zirka 1.000 Euro, so dass ein vergleichsweise kleiner Akku mit 20 kWh Kapazität auf 20.000 Euro kommt.

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Hai E3 aus Österreich mit Radnabenmotoren (Foto: Frank Völkel)

Hai E3 aus Österreich mit Radnabenmotoren (Foto: Frank Völkel)

Tesla Roadster auf Basis des Lotus Elise mit Notebook-Akkus (Foto: Frank Völkel)

Tesla Roadster auf Basis des Lotus Elise mit Notebook-Akkus (Foto: Frank Völkel)

Der Verbrennungsmotor bekommt Konkurrenz. Am Energiespeicher Batterie und dem Elektroauto kommen wir nicht vorbei. Umweltfreundliche, sparsame und elektrisch angetriebene Autos haben bald Hochkonjunktur. Wir zeigen eine Übersicht über den aktuellen Entwicklungsstand, wie er auf der eCarTec 2009 in München zu sehen war.

Der bekannte Tesla Roadster ist beispielsweise mit handelsüblichen 18.650er Akkuzellen bestückt, wie sie in Notebooks zum Einsatz kommen. Letztere stellt die Firma E-One Moli Energy aus Kanada her – im Tesla sind 6.831 Zellen in Reihe geschaltet, so dass sich 55 kWh Akkukapazität ergeben.

Nun gibt es einen Vertrag zwischen Daimler/Smart und der kalifornischen Firma Tesla, die die Akkus samt Ladeelektronik liefern wird. Tesla macht immerhin seit 2003 durch den Bau seines Kleinserien-Roadsters auf sich aufmerksam.

Lesen Sie auf der nächsten Seite: Elektro-Smart serientauglich

Tesla Roadster - Steuereinheit im Heck

Tesla Roadster - Steuereinheit im Heck (Foto: Frank Völkel)

Der Smart ED steht kurz vor dem Serienstart (Foto: Frank Völkel)

Der Smart ED steht kurz vor dem Serienstart (Foto: Frank Völkel)

Elektro-Smart serientauglich

150 Kilometer weit soll der Smart Fortwo ed mit reinem Elektroantrieb (31 kW) kommen. Der Kleinwagen Smart erhält in Kürze die gleichen 400-Volt-Akkus wie der Sportwagen Tesla. Daimler will noch 2009 das Auto auf den Markt bringen. Im Feldversuch der Stadt London kamen 100 Fahrzeuge zum Einsatz, die das herkömmliche Chassis des alten Smart nutzten. Der von Zytec eingesetzte Elektromotor mit 55 kW (75 PS) Leistung wiegt 60 kg und könnte den Wagen auf weit über 100 km/h beschleunigen – im Stadtversuch war der Smart auf 100 km/h begrenzt.

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Ladebuchse hinter der Tankklappe am Smart ED (Foto: Frank Völkel)

Ladebuchse hinter der Tankklappe am Smart ED (Foto: Frank Völkel)

Tankstelle der Zukunft und induktives Aufladen bei E.ON

Tankstelle der Zukunft und induktives Aufladen bei E.ON

Unter dem Slogan “induktives Aufladen” zeigte E.ON ein Konzept auf der Münchner eCarTec, mit dem der Energieversorger in naher Zukunft die Autos betanken will. Dabei fährt das Elektroauto über eine auf dem Boden liegende Matte, in welcher sich eine Matte mit einer Induktionsschleife befindet. Das Gegenstück dazu wird am Fahrzeugunterboden angebracht. Statt durch dicke Kabel soll der Strom durch ein aufgebautes Magnetfeld fließen und den Akku aufladen. Genaueres zum Projektstatus ließ sich auf der Messe noch nciht erfahren.

Geht es nach dem Willen der Bundesregierung, sollen bis zum Jahre 2020 in Deutschland mehr als eine Million Elektroautos fahren. Das ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch für die Autohersteller und deren Zulieferer, die sich davon große Einnahmen versprechen. Zudem ergeben sich für Energieversorger mit der Elektromobilität neue Geschäftsfelder – bei Bau und Produktion, bis hin zur “Betankung”, dem Aufladen der Fahrzeuge.

Lesen Sie auf der nächsten Seite: Stromsäulen zur Akkuladung

Prototyp einer Stromsäule von E.ON für Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Prototyp einer Stromsäule von E.ON für Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Aufladen während des Parkens - Szenario für Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Aufladen während des Parkens - Szenario für Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Elektroautos tanken ihre Energie an Stromsäulen, die pro Ladezyklus und Energiegehalt abgerechnet werden. Auf der Messe waren eine ganze Reihe an Herstellern zu sehen, die ihre Prototypen ausstellten.

Lesen Sie auf der nächsten Seite: Ausfahrbares Dach mit Solarzellen

Während des Parkens können die Akkus geladen werden

Während des Parkens können die Akkus geladen werden

 

ESG Elektrofahrzeug mit ausfahrbaren Solarzellen auf dem Dach (Foto: Frank Völkel)

ESG Elektrofahrzeug mit ausfahrbaren Solarzellen auf dem Dach (Foto: Frank Völkel)

Interessantes zeigte die Firma ESG in Gemeinschaftsarbeit mit Webasto Solar an einem Prototypen: Zum Laden wird das Autodach mit den integrierten Solarzellen auf die dreifache Fläche ausgefahren. Damit kann der Akku des geparkten Autos allein durch die eintreffende Sonnenstrahlung aufgeladen werden. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads lassen sich die Solarpanels in ihrer Neigung dem Sonneneinfallwinkel anpassen. Da es während der Messe größtenteils bewölkt war, müsste das ESG-Elektroauto in der Praxis an eine Stromsäule.

Lesen Sie auf der nächsten Seite: BMW Mini E mit Akkus anstatt Rücksitzen      

Solarzellen auf dem Dach des ESG Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Solarzellen auf dem Dach des ESG Elektroautos (Foto: Frank Völkel)

Mini E - die Akkus ersetzen die Rücksitzbank (Foto: Frank Völkel)

Mini E - die Akkus ersetzen die Rücksitzbank (Foto: Frank Völkel)

Ursprünglich war BMW mit dem Elektroauto E1 anfang der 1990er Jahre unterwegs, welcher noch mit einer herkömmlichen Bleibatterie gespeist wurde. Nachdem der Versuchsträger in Spanien abgebrannt war, war es knapp 10 Jahre still um die Entwicklung von Elektrofahrzeugen. Auf der eCarTec zeigte der Energieversorger Vattenfall den Mini E, der schon in vergleichbarer Ausführung seit knapp eineinhalb Jahren unter dem “Project i” unterwegs ist. Um im US-Bundesstaat Kalifornien mehr Autos verkaufen zu können, hat BMW eine ganze Reihe an Minis als Elektro-Autos in einem Feldversuch platziert.

Dazu werden die in England gefertigten Roh-Fahrzeuge in München mit elektrischen Komponenten für den Antrieb ausgestattet. Bei den Akkus setzt BMW auf Lithium-Ionen-Energiespeicher. Der Hersteller selbst, nämlich BMW, war wie die anderen großen Auto-Firmen nicht auf der größten Elektroauto-Messe anzutreffen 

Vattenfall setzt Prototypen des Mini E ein (Foto: Frank Völkel)

Vattenfall setzt Prototypen des Mini E ein (Foto: Frank Völkel)

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