Elektroautos Akkutechnik Argumente und Diskussionen

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Original geschrieben von frank_aus_wedau
Insoweit wurden auch schon Modelle diskutiert, bei denen an der "Tanke" der entladene Akku in Minuten gegen einen geladenen getauscht wird. Wohl eine der (momentan) praxistauglichsten Denkmodelle.

Das ist eigentlich auch nur der fehlenden Infrastruktur geschuldet. Ich halte die Induktionsladung für das eigentlich bessere System. Das erfordert aber ein dichtes Netz entsprechender Ladestationen, denn je dichter das Netz, umso kleiner kann der Akku ausfallen. Stell Dir vor, an jeder roten Ampel und auf jedem Parkplatz würde der Akku kurz nachgeladen. Dann würde im Stadtverkrehr bereits ein Akku in der Größe einer heutige LKW-Batterie reichen :top:
Damit wären die E-Autos preiswerter als die Verbrenner.

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Andererseits wird schon hieran deutlich, dass bisher kein Standard im Ladeprozedere existiert (wie etwa genormte Zapfpistolen bei Verbrennern). Die Hersteller kochen ihr eigenes Süppchen...

Das ist der unüberwindliche Nachteil wenn man das allein gewinnorientierten Teilnehmern überlässt. Hier fehlen staatliche Initiativen, wie bspw bei der Standardisierung der Handy-Ladegeräte. :top:

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...(Drehstrom werden wohl die wenigsten in der Garage haben)

Heutige Hausanschlüsse werden grundsätzlich 3phasig ausgeführt. Eine entsprechende Steckdose nachzurüsten, wäre daher technisch kein Problem. Problematisch wäre allerdings die notwendige Leistungserhöhung, da kurzzeitig soviel Leistung bereitgestellt werden muss, wie der ganze Haushalt sonst benötigt. Das bedeutet defacto ein Verdopplung der Hasuhaltsanschlüsse aus Sicht des Leitungsnetzes...und wie rückständig das ist, sieht man ja bereits beim Ausbau-Rückstand wegen der Einspeisung regenerativer Energien.
Ein Ausweg wäre hier mehr dezentrale Energieerzeugung und intelligentes Verbrauchsmanagement auch in Privathaushalten.

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Wie sieht es eigentlich mit der Selbstentladung der Hightech-Akkus aus, wenn die Fahrzeuge zum Teil über Wochen ungenutzt in der Garage schlummern?

Derzeitige Akkus sind mit Laptopakkus vergleichbar. Zudem wäre eine Erhaltungsladung problemlos möglich.

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Original geschrieben von Gallium
Das ist eigentlich auch nur der fehlenden Infrastruktur geschuldet. Ich halte die Induktionsladung für das eigentlich bessere System. Das erfordert aber ein dichtes Netz entsprechender Ladestationen, denn je dichter das Netz, umso kleiner kann der Akku ausfallen. Stell Dir vor, an jeder roten Ampel und auf jedem Parkplatz würde der Akku kurz nachgeladen. ...

Das würde zwar "unendliche" Reichweiten erlauben - aber wie sollten die Ladevorgänge abgerechnet werden?

Ich befürchte, solche Lösungen werden für uns nicht mehr praktisch werden. Wenn auch weniger aus technischer Sicht, denn aus politischer und ökonomischer.

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Original geschrieben von Gallium
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Das ist der unüberwindliche Nachteil wenn man das allein gewinnorientierten Teilnehmern überlässt. ...

Wem sonst? Wirtschaftliche Interessen dürften in einer Marktwirtschaft die Triebfeder zur Schaffung einer Infrastruktur sein.

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Original geschrieben von Gallium
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Hier fehlen staatliche Initiativen, wie bspw bei der Standardisierung der Handy-Ladegeräte. :top:
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Wobei Smartphones schon wieder nicht in die Kategorie Handy fallen.

In Sachen Fahrzeugakku wird jeder Hersteller seine Gründe haben, warum das von ihm entwickelte Ladesystem das Beste ist. Schließlich winken Lizenzeinnahmen nur dann, wenn sich das eigene System als Standard durchsetzt.

Statt an Handyladegeräte würde ich eher an den Kampf um die Standards Dolby NR vs. Hicom u.a., VHS vs. Betamax und Bluray vs. HDDVD denken. Und solche Kämpfe dauerten zuweilen lang und nicht immer gewann die beste Lösung.

Induktive Ladesysteme haben hohe Verluste (sieht man ja schon beim Qi-Standard für unsere mobilen Spielzeuge), erfordern eine kleinen Luftspalt und bei hohen Leistungen auch recht dicke (und damit schwere) Spulen.

Dann lieber mal in 30 Minuten an einem Kabel schnellladen. Mit zunehmender Verbreitung der E-Autos werden auch die Lademöglichkeiten zunehmen. Eine der größten Barrieren für Fernfahrer dürften die völlig unterschiedlichen Systeme zur Bezahlung sein. Oft braucht man eine Ladekarte eines lokalen Anbieters. Diese darf man dann erst beantragen oder sie - natürlich nur während Büro-Öffnungszeiten - ausleihen. Ganz extreme Anbieter, wie z.B. die Landkreiswerke Kitzingen, verweigern Fahrzeugen die nicht im Kreis zugelassen sind die Ladung vollständig :flop:

Auf die Frage, warum es erstmal keine Tauschakkus oder Redox-flow-Systeme (Elektrolyttausch) geben wird:

-Kernkompetenz und Know-How: derzeit ist die Zellentechnik, die Konfektionierung, die Kühlung, die Ladeüberwachung noch "Kernkompetenz" von Herstellern. Einen Fahrakku für einen PKW kann noch kein Zweit-, Dritt-, Vierthersteller in Indien/Bangladesh/Taka-Tuka-Land herstellen

-Crashsicherheit: Das hohe Gewicht und die verhältnismässig hohe Dichte erfordern es, diesen kleinen, kompakten aber schweren Block irgendwo an einer Stelle im Fahrzeug unterzubringen, wo es einen Crash am besten übersteht. Da augenscheinlich alle Fahrzeuge ein bisschen anders aussehen, ist es nicht einfach, irgendwo einen Raum von "500x1000x200mm" vorzusehen, den dann alle Hersteller innerhalb einer Akkuklasse einzuhalten haben. Hier kommt wieder der Markenanspruch und Kernkompetenz ins Spiel. Ein BMW, der gerne einen sportlichen Zweisitzer in der Akkuklasse "mittlere Kapazität, flache Bauform, hohe Leistung" integrieren will, wird sich nicht von einem Windelbomber-Hersteller diktieren lassen, dass der Akku nun aber auch in einen Touran oder 3008 passen muss, weils von den Leistungsdaten ungefähr hinkommt.

-Kühlung und Zellüberachung: Bereits beim Thema Kernkompetenz angesprochen, hier nun ausführlicher: Moderne und hochkapazitive Zellen wünschen sich, besonders genau unter definierten Bedingungen geladen und entladen zu werden, um ihre hohe Kapazität und Leistung lange zu erhalten. Deswegen wird sorgsam darauf geachtet, wie das Umgebungsklima im Akku ist und wie die Zellen beim Laden/Entladen überwacht werden. Diese Technik ist natürlich proprietär und kein Hersteller möchte das an eine generische Akkubude abgeben, die dann einen "fast-so-guten" Akku beim Akkuwechsel in das eigene Fahrzeug steckt.

-Gewährleistung: Eng verknüpft mit vorigem Thema: In der Automobilindustrie geht es um sehr viel Geld, nicht nur, weil die Stückzahlen hoch sind, sondern weil Menschen gefährdet sind im Falle eines Produktdefektes. In Deutschland sind die Ansprüche lächerlich (Körperteile kosten vierstellig, Menschenleben knapp fünfstellig), aber in anderen Ländern kann das Faktor 100 höher sein.
Jetzt muss man sich vorstellen, dass man eine Energiequelle mit erheblichem Inhalt, mit hoher Spannung, mit Kühl-, Heiz- und Überwachungsbedarf kreuz und quer tauschen möchte, über alle Hersteller hinweg, über alle Fertigungsstandards hinweg. Viele hunderte Male muss die Steckverbindung für Strom und Flüssigkeiten von Laien oder Robotern innerhalb von drei Minuten unter "Tankstellen-Vorhalle-Bedingungen" gesteckt werden. Dass da niemand mitspielen möchte, ist mir völlig klar. Mir ist auch kein Stecksystem bekannt, welches robust und sicher genug ist, bei fast beliebigen Verschmutzungszustand zuverlässig und flüssigkeitsdicht gesteckt werden zu können, mit einer Fehlerrate, die den Kunden zufriedenstellt (wer möchte schon bei jedem fünften Ladevorgang auf den Techniker warten, der dann den Tauschroboter begutachtet. Das Tankstellenpersonal wird dort nichts richten können und vorallem dürfen(!))

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Original geschrieben von Martin Reicher
... Ganz extreme Anbieter, wie z.B. die Landkreiswerke Kitzingen, verweigern Fahrzeugen die nicht im Kreis zugelassen sind die Ladung vollständig :flop:

Machen die das auch bei Benzinkutschen?

Ein einheitliches, europaweites Elektro-Abrechnungssystem, an welches die diversen Strom-Anbieter andocken können, damit ein Kunde genauso leicht Strom wie Benzin kaufen kann, wäre eine der Voraussetzungen für ein Erfolg der Elektromobilität.

Wären wir nicht in Deutschland, wäre es ganz einfach. Beispiel: Selbst-Autowaschboxen in den USA. Reinfahren, Kreditkarte durchziehen, und solange Sprühen und Waschen und Tun, wie man möchte. Ist man fertig, drückt man Stopp und fährt weg. Der Betrag wird dann von der Kreditkarte abgebucht. (Und für alle, die jetzt schreien: Nach einer Minute Untätigkeit wird automatisch die Waschsitzung beendet).

So könnte das bei allen Ladesystemen funktionieren, dann spart man sich das zweite und dritte Portemonnaie voll mit Ladekarten. Ganz krass ist hier im Landkreis eine Münzladestelle, wo ich glaub 50ct für eine kWh genommen wird. Ob man die nun aufläd oder nicht. Im Schema einer Parkuhr ist das Geld weg. Attraktiv ist das nicht und nur für totale Notfälle gerechtfertigt.

Die Probleme bei der Schaffung einer Infrastruktur scheinen noch größer zu sein, als ich ohnehin schon befürchtet hatte.

Neben mangelnder Quantität scheint auch die Frage der Technik zu schaffender Ladestationen ungewiss. Neben der Problematik verschiedener Systeme könnte im gegenwärtigen Entwicklungsstadium mancher Hersteller zur Erkenntnis kommen, das vielleicht doch ein ganz anderes Ladungsmanagement mit anderen Ladestationen das bessere ist.

Welcher Investor mit Gewinnerzielungsabsicht soll von diesem Hintergrund viel Geld in ein Abenteuer stecken?

Zudem:
Wenn man von der zuvor beschriebenen höheren Lebenserwartung von E-Mobilen ausgeht, wird man nach einer Systemumstellung durch den Hersteller zum Aufladen früher oder später entweder nach Überbleibseln eines Auslaufsystems suchen müssen - oder eben teuer umrüsten.

Alles in Allem keine glückliche Startvoraussetzung für eine in Zukunft möglicherweise richtungsweisende Technik (obwohl ich immer noch nicht so recht daran glauben mag). Persönlich glaube ich, dass die E-Mobilität auch mittel- bis langfristig eine Nischentechnik bleiben wird - vor allem (aber nicht nur) für Kleinfahrzeuge wie Smart & Co. Ich kann mich allerdings auch irren.

Die Ladeinfrastruktur selber ist nicht kompliziert, da die komplette Technik im Auto verbaut ist. Kompliziert wird es erst dann, wenn man Teile dieser Technik aus dem Fahrzeug herauslöst und sie in die Ladestation oder die Tankstelle verlagert. Nun klar?

Und über geschickte Tarifierung ist es möglich, den Leistungsbedarf in einem Abschnitt der Infrastruktur (z.B. ein Wohngebiet, oder ein Parkhaus, oder ein Supermarkt) in Grenzen zu halten, in dem der Tankende einen Rabatt bekommt, wenn er nicht die volle Ladeleistung abverlangt. So beherrscht man dann auch die vermeintlichen 22kW x Anzahl Verkehrsteilnehmer bei 17:00 Uhr, wenn alle ihre Fahrzeuge einstecken.

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Original geschrieben von fahrsfahrwerkaus
Die Ladeinfrastruktur selber ist nicht kompliziert, da die komplette Technik im Auto verbaut ist. Kompliziert wird es erst dann, wenn man Teile dieser Technik aus dem Fahrzeug herauslöst und sie in die Ladestation oder die Tankstelle verlagert.

Ja und auf dieses Auslagern der Technik stehen die deutschen Hersteller. Darum kosten die notwendigen DC-Ladesäulen auch gerne 20.000 Euro. Das einzige Auto das mit Wechselstrom Schnellladen (definitionsgemäß >22 kW) kann ist der Renault ZOE. Für 22 kW gibt es auch nur zwei weitere Fahrzeuge: TEsla Model S mit optionalem Doppellader und Smart ED (mit optionalem Ladegerät).

Das ist nur künstlich teuer. Einen dreiphasen-Gleichrichter mit irgendwas 22 kW kostet keine 20.000 Euro mit Fundament drunter und Häuschen drumrum.

Aber natürlich ist es sinnvoll, den Gleichrichter nicht mit sich rumzufahren, sondern groß und ideal ausgelegt und gekühlt stationär zu halten. Aber es kostet natürlich wieder mehr in der Errichtung, was das Henne-Ei-Problem nicht verbessert.