Leseprobe Digital Engineering Magazin 2010/08

26 Im Fokus Elektroautomobile: Batterietechnologien
LITHIUM-IONEN UND MEHR: NUTZENPOTENZIAL UND FORSCHUNG
Hoffnungsträger – Sorgenkind
Sorgenkind aller Elektroautos ist die Batterie, die die praktische Reichweite erster Elektroautos der Mittelklasse
oft auf unter 100 Kilometer begrenzt. Im Interview erläutert Dr. Jens Tübke – er leitet die Abteilung Angewandte
Elektrochemie am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie – die technischen Hürden, mittelfristiges
Nutzenpotenzial und Trends zur Weiterentwicklung der Batterietechnologien für Elektroautos.
Lithium-Ion-Zelle im klimatisierten Performance-Test.
DIGITAL ENGINEERING Magazin: Herr
Dr. Tübke, eine der Kernfragen bei Elektroautos
ist die Reichweite. Bei neuen
Elektroautos, die dieses Jahr auf den Markt
kommen wie Nissan Leaf und Mitsubishi
i-MiEV beträgt die theoretische Reichweite
160 Kilometer, die praktische liegt weit
darunter. Ist hier Hoffnung in Sicht?
Jens Tübke: Nun, die Batteriechemie,
die wir in den nächsten zehn Jahren im
Elektroauto vorfinden werden, ist schon
relativ eng festgelegt. Es geht nun darum,
mit diesen Materialien verlässliche
und bezahlbare Zellen zu fertigen, aus
denen dann wiederum Batterien für die
Fahrzeuge hergestellt werden können.
Um eine möglichst große Reichweite zu
Bilder: Fraunhofer ICT
erzielen, muss das gesamte Batteriesystem
und hier in erster Linie auch alles,
was keine Energie speichert, leichter und
kleiner werden. Weiterhin muss auch das
Fahrzeuggesamtgewicht reduziert werden,
speziell wenn es um Kurzstreckenfahrzeuge
geht, auf die die Elektromobilität
in der ersten Stufe ja hauptsächlich
setzt. Trotz all dieser Maßnahmen sehe
ich die praktische Reichweite mit den
kommenden Fahrzeugen auf unter 200
Kilometer begrenzt.
DEM: Wie kann das zurzeit grotesk
schlechte Preis-Leistungsverhältnis von
Elektroautos, das die Zielgruppe auf
wohlhabende Idealisten und öffentliche
Pilotprojekte reduziert, mittelfristig verbessert
werden?
Jens Tübke: Die hohen Preise entstehen
neben den Rohstoffpreisen in erster Linie
dadurch, dass noch keine Massenproduktion
für die Batterien etabliert ist.
Und das gilt nicht nur für die Zellen, die
die Energie speichern, sondern für alle
Komponenten wie Batteriemanagement,
Leistungselektronik, Kühlsystem und so
weiter. Außerdem müssen verstärkt Synergieeffekte
genutzt werden, indem
die Zellen auch in anderen Anwendungen
eingesetzt werden, zum Beispiel in
stationären Speichern usw., um höhere
Stückzahlen zu generieren. Man wird sich
aber wohl darauf einstellen müssen, dass
die Batterie in einem Elektrofahrzeug die
wertvollste Komponente darstellt. Umso
wichtiger wird es, dass die Batterien in
Zukunft eine sehr lange Haltbarkeit und
eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, um
auch über ein durchschnittliches Fahrzeugleben
zu halten und sogar einmal
weitere Aufgaben zu übernehmen und
dem Nutzer vielleicht auch einmal einen
weiteren Mehrwert zu generieren. Ich
denke da etwa an die Zwischenspeicherung
von Energie aus dem Netz.
DEM: Manche Experten bezweifeln generell,
dass die Leistungsdichte von Lithium-Ionen-Batterien
in absehbarer Zeit
sich signifikant steigern ließe – wie sieht
Ihre Meinung dazu aus?
Jens Tübke: Kurz- und mittelfristig ist dies
sicherlich so. Man muss das auch ganz
nüchtern betrachten: Mit den Materialien,
die heute mit einer guten Performance zur
Verfügung stehen, müssen geeignete Zellen
entwickelt werden und aus diesen Zellen
dann geeignete Batteriemodule und
8/2010