WANDERAUSSTELLUNG ANTRIEB ZUKUNFT - Phaeno

Infoboxen
Batteriesystem eingebaut
Sicherheit
Speziell im Auto müssen Lithium-Ionen-Akkus auch Unfällen
standhalten können: Einige enthalten einen brennbaren Elektrolyt.
Zudem besteht Entzündungsgefahr, wenn metallisches
Lithium Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Dazu kommt, dass feste
Standards für Crashtests noch ausstehen. Auch nach dem ersten
Leben der Akkus im Auto spielt die Sicherheit der Systeme
eine große Rolle, etwa beim Recycling.
Elektrofahren, aber bitte mit System
Zwei Kabel, zwei Klemmen – und die klassische Starterbatterie
funktioniert. Bei Autos, die nicht nur per Stromstoss anrollen,
sondern komplett mit Strom fahren, sieht es viel komplizierter
unter Kühlerhaube und Kofferraumdeckel aus. Denn die
Batterie allein bewegt das Fahrzeug nicht. Kühlen, heizen,
managen: Batterien für Elektroautos brauchen ein ganzes,
technisches Versorgungssystem.
Kosten
Der Preis trübt den elektromobilen Fahrspaß noch stark.
Aktuell sind Fahrzeug-taugliche Lithium-Zellen noch zu teuer:
Die ganze Batterie gibt es zum Kleinwagenpreis – nur ohne
den Wagen dazu.
Energie- und Leistungsdichte
Zu groß und zu schwer: Ein Auto-Akku vom Nickel-Metallhydrid-Typ
zum Beispiel wäre heute ein hunderte Kilo schwerer
Koloss – kaum, dass er knapp in die Autohülle passt. Morgen
sollte die Batterie deutlich schlanker sein.
Lebensdauer
Die Lithium-Ionen-Batterie ist klein und stark. Doch dafür altert
sie schnell: Nach einigen Jahren baut sie merklich ab – ob sie
im Dienst war oder nicht. Gleiches bei höheren Temperaturen.
Alltagstaugliche Auto-Akkus müssen höchste Ansprüche
erfüllen: Sie müssen auch zuverlässig Leistung bereitstellen,
auch bei Temperaturen wie im amerikanischen Death Valley
von knapp 50 Grad im Schatten oder im sibirischen Frost.
Zudem sollten sie mindestens zehn Jahre und 3.000 Ladungen
aushalten können.
Infoboxen
Batteriepack
Eine Einzelzelle reicht allenfalls für wenige Meter Autofahrt.
Ein Batteriepack besteht daher aus hunderten Zellen: Je
nachdem, wie sie verschaltet sind, addieren sich die Spannung
beziehungsweise die maximal mögliche Stromstärke.
Kühlung
Damit die Batterie nicht überhitzt und zu schnell altert, wird
sie bei Betrieb durch einen eigenen Kreislauf gekühlt. Im
Sommer springt oft sogar zusätzlich noch die Kühlung der
Klimaanlage mit ein.
Heizung
Bei Frost machen viele Batterien schlapp. Unter minus 20 Grad
Celsius kann der Elektrolyt von Lithium-Ionen-Batterien sogar
einfrieren. Die Akkus müssen daher zusätzlich beheizt werden.
Batteriemanagement
Hunderte Zellen und alle entladen anders: Fraunhofer-Forscher
arbeiten an einem Elektronik-System, das ständig Stromfluss,
Spannung und Temperatur in jeder Zelle misst und daraus
regelmäßig deren Lade- und Alterungszustand berechnet.
Exponat 3 - Geschichte und Grundlagen der Batterie 23