Jetzt auch für: iPhone, iPad, Android und Windows
Marken
Themen
Artikel
Videos
Baureihen
Alle Treffer mit anzeigen

Batterieprobleme bei Elektroautos

Brandgefahr, Ladedauer und Winterschwäche

Cockpit Foto: Hans-Dieter Seufert 6 Bilder

Der Auto-Antriebs-Akku steht noch am Anfang seiner Entwicklung. Aber es hapert noch an der geringen Energiedichte und der langen Ladedauer; Brandgefahr besteht hingegen nicht.

10.04.2012 Alexander Bloch

Ist ja klar, werden sicher einige E-Auto-Skeptiker gedacht haben, als ein Chevrolet Volt nach dem Crashtest der amerikanischen Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA abbrannte. Solche hochenergetischen Lithium-Ionen-Akkus gelten als gefährlich und werden schon in unseren Smartphones manchmal heißer, als es unsere Hand oder das Ohr vertragen. Schließlich existieren bereits Luftfracht-Transporteinschränkungen für geladene Lithium-Ionen-Akkus, und über deren spontane Entzündlichkeit wurde schon oft berichtet.

Chevrolet Volt-Akku nach Crashtest nicht sicher entladen

Doch nüchtern betrachtet gibt es derzeit keine Hinweise, dass die Brandgefahr eines sauber konstruierten E-Autos höher läge als die eines normalen Verbrenner-Wagens. Da fackeln pro Jahr einige ab, ohne dass ein großer Skandal daraus würde. Im Falle des Chevrolet Volt kam es erst Wochen nach dem Crash beim abgestellten Auto zum Brand und auch nur deshalb, weil der Akku von der NHTSA nicht, wie vorgeschrieben, sicher entladen wurde. GM hat trotzdem reagiert und die Akkustrukturen stabiler gemacht.

Wo die wirklichen Batterie-Probleme liegen, hat uns der vergangene Winter überdeutlich gezeigt. Es sind im Prinzip die gleichen wie am Ende des 19. Jahrhunderts, als das Elektroauto fahren lernte: zu geringe Energiedichte (Reichweite), zu lange Ladedauer und zu hohe Kosten. Die Elektrochemie ist eben ein störrisches Feld, bei dem sich die Leistungsfähigkeit nicht mal eben durch den Bau einer neuen Chip-Belichtungsanlage verdoppeln lässt.

Geringe Energiedichte der Lithium-Ionen-Akkus

Problem Nummer eins ist die geringe Energiedichte. Sie liegt zusammen mit der elektrischen Infrastruktur bei Serienautos derzeit nicht höher als 100 Wh/kg (Benzin hat rund 12.000 Wh/kg). Da ein typisches E-Mobil rund 20 kWh/100 km verbraucht, sind also für diese Distanz schon 200 Kilogramm Akku nötig. Wenn dafür andere Komponenten wie aufwendige Getriebe entfallen und kluger Leichtbau betrieben wird, muss das Elektroauto trotzdem nicht schwerer werden als ein herkömmlicher Pkw.

Auch in Zukunft wird jedoch die damit erzielbare Reichweite stark von der Außentemperatur abhängen. Nicht nur weil das Elektrolyt im Winter zähflüssiger wird, sondern auch weil Heizung und Klimaanlage ihren Obolus fordern. Wie unwirtschaftlich Strom zum Heizen ist, wissen alle, die zu Hause schon mal einen elektrischen Radiator betrieben haben. Die Hersteller müssen daher die utopischen Werksangaben relativieren und Worstcase-Reichweiten angeben. Mit einer Verdoppelung der Energiedichte darf man bei autotauglichen Akkus bis Ende dieses Jahrzehnts rechnen.

Hoffnung Lithium-Luft-Variante

Manche träumen bis dahin von extrem energiedichten Batterien wie der Lithium-Luft-Variante (2.500 Wh/kg), doch auch hier lässt sich die Physik nicht überlisten. Dieser exotische Batterietyp gibt und nimmt Strom nur langsam. Je größer der Akku, desto länger ist zudem seine Ladezeit. Eine Batterie für 500 Kilometer Reichweite bräuchte bei 230 Volt und 16 Ampere anderthalb Tage, bevor sie wieder voll wäre.

Ladedauer noch nicht alltagstauglich

Und damit wären wir bei Problem Nummer zwei: der Ladedauer. Über vom Autofahrer nutzbare Ladesäulen kann Energie nicht annähernd so schnell fließen wie bei flüssigen oder gasförmigen Energieträgern, weil die erforderlichen Ströme sonst viel zu hoch werden. Hohe Ströme bedeuten zudem große Ladeverluste sowie Stress für die Batterie und deren Elektronik. Durchaus vorstellbar ist aber, dass wir 100 Kilometer Reichweite einmal in einer knappen Viertelstunde nachladen. Mit dem gleichstrombasierten Schnellladeprinzip Chademo (wie im Nissan Leaf) geht es derzeit schon in einer halben Stunde – wenn nicht, wie bei unserer Testfahrt, die Ladesäule einfriert.

Große Akkus sind jedoch sehr teuer. Wer 200 Kilometer und mehr elektrisch fahren möchte, muss in fünfstelligen Kostendimensionen für den Akku kalkulieren. Das ist unwirtschaftlich, weil sich oberhalb von 100 Kilometer Fahrradius statistisch nur noch sehr wenige Fahrten abspielen. Die Kosten für die notwendige Batteriekapazität steigen aber weiterhin quasi linear. So kostet die letzte Kilowattstunde das gleiche wie die erste, obwohl sie viel seltener benötigt wird. Bis Ende des Jahrzehnts rechnen viele Hersteller mit einer Halbierung der Preise pro Kilowattstunde.

Kommentar schreiben

Es ist noch kein Kommentar vorhanden. Seien Sie der Erste und sagen Sie und Ihre Meinung.

Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
Empfehlungen aus dem Netzwerk
3D Felgenkonfigurator
Anzeige
Whatsapp
Immer auf dem neuesten Stand mit unserem WhatsApp-NewsletterJetzt kostenlos anmelden