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Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

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  1. Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: zyklische Gruppe 13.06.17 - 16:22

    Frage an die ingenieurstechnisch bewanderteren unter euch :)
    Sind wechselbare Akkus für E-Fahrzeuge eigentlich eine realistische Möglichkeit?

    Einerseits stelle ich mir zwar vor, dass dafür zunächst einiges extra in spezielle Technik und Infrastruktur investiert werden müsste.
    Andererseits könnten standartisierte, wechselbare Akkus nicht nur das Auftankproblem lösen, sondern auch für diverse andere Anwendungen eine zukunftsfähige, flexible Energieversorgung ermöglichen.

    Für die Stromtankstelle: Vor Ort eine Anlage hinpflanzen, die eine hinreichend große Zahl an Akkus gleichzeitig aufladen kann, sodass absehbar kein Engpass aufkommen sollte. Dann die Akkus im Auto schnell und einfach austauschbar machen, so wie es mit den üblichen Batterien und Akkus für Kleingeräte auch geschieht. Schon wäre der Vorgang für die einzelnen Fahrer ähnlich flott wie heute das Auftanken.
    Das Laden per Stromkabel/Säule kann man trotzdem als weitere Möglichkeit belassen, um noch mehr Flexibilität zu haben.
    Dann könnte man auch einfacher ein, zwei Notakkus im Kofferraum mitnehmen, die einen wenigstens zur nächsten Tanke befördern werden, so wie heute den 5L Benzinkanister.

    Für sonstige Anwendungen: Wenn wir einen stark standartisierten, größeren Akku hätten, den man bei jeder Tanke und ggf. noch zig anderen Stellen gegen einen voll geladenen Austauschen kann (für die Stromkosten plus minimale Unkostenumlage und ein Pfand) und den man mit Ladegerät auch am Hausstrom aufladen könnte, dann böten sich doch zig weitere Verwendungsmöglichkeiten an. Im Grunde alles, wofür man heute entweder auch schon (kleinere) Akkus mitschleppt, oder einen Stromanschluss auftreiben muss, oder einen Motor/Generator benötigt. Oder auch als simple Notstromversorgung für Jedermann.

    Sobald sich so eine Technik weit verbreitet hat, dürften auch die Nebenkosten deutlich sinken, economies of scale als Stichwort.


    Ich tippe einfach mal darauf, dass das eine reichlich rosige Vorstellung der Möglichkeiten ist, ist schließlich nicht mein Gebiet. Wo die ehesten Hürden dafür liegen würden wüsste ich dennnoch gern.

  2. Re: Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: pumok 13.06.17 - 16:42

    +1

    Technisch gesehen spricht da nichts dagegen. Ich würde den Weg mit einem grossen Standardakku wählen, welcher an der "Tankstelle" von unten vollautomatisch und DAU-Freundlich gewechselt wird.

    Das wird aber leider nicht nur an den hohen Investitionen scheitern, sondern vor allem an der fehlenden Bereitschaft der Hersteller zur Standardisierung.

  3. Re: Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: wasabi 13.06.17 - 18:09

    Hmm, offensichtlich tauchen doch jedesmal immer wieder Leute auf, die diese Idee habe, da du aber sehr sympathisch fragst, gehe ich doch mal drauf ein :-) Du bist natürlich nicht der erste mit dieser Idee. Vor 10 Jahren hatte Shai Agassi (der war auch mal SAP-Manager) auf Basis dieser Idee das Unternehmen Better Place gegründet. Er wollte eine komplette E-Auto-Infrastruktur aufbauen, bei dem man für Mobilität bezahlt (also quasi pro Kilometer; dazu konnten die Akkus an entsprechenden Stationen automatisch gewechselt werden oder es wurde klassisch strom getankt). Der Akku gehörte einem dann auch nicht. Er ist damit in Israel gestartet, und auch Dänemark hatte damit angefangen oder wollte es zumindest. Im jahre 2013 dann die Insolvenz. Der damalaige Chef-techniker sagte, dass Agassi unbedingt diese Wechselakkus haben wollte, obwohl es die schlechtere Lösung für das überbrücken langer Strecken sei.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Better_Place
    https://www.heise.de/newsticker/meldung/Doch-kein-Better-Place-Das-Scheitern-von-Israels-E-Auto-Traum-3351325.html

    Auch Tesla hat vor ein paar Jahren stolz auf einer Keynote gezeigt, dass sich der Akku vom Model S automatisch in unter zwei Minuten wechseln lässt. Man hat dann auch eine entsprechende Station in Kalifornien eröffnet - aber die benutzen wohl kaum Leute, so dass man davon mittlerweile abgekommen ist.
    https://www.golem.de/news/elektroauto-tesla-gibt-akku-tauschmoeglichkeit-keine-chance-1506-114571.html

    Ich weiß nicht, ob dir klar ist, wie riesig und schwer so ein Akku ist :-) Beim Model S füllt er den kompletten Unterboden zwischen den Achsen und wiegt über 600kg. Das kommende Model 3 wird eine geringere Reichweite haben, weil (aufgrund des kleineren Radstand) da schlicht und ergreifend kein so großer Akku reinpasst. Wenn man eine große Reichweite haben will braucht man einen großen Akku, man füllt dann jede Lücke im Auto bzw. baut quasi das Auto um den Akku herum. Beim Opel Ampera-E hat man noch die Lücke unter der Sitzbank genutzt, dadurch ist da ein Huckel:
    http://www.hybridcars.com/wp-content/uploads/2016/01/Bolt_EV-668x409.jpg
    http://st.motortrend.com/uploads/sites/5/2016/04/2017-Chevrolet-Bolt-EV-Battery-Lab-Greg-Smith-02jpg.jpg
    Beim E-Golf musste man den vorhandenen Raum nutzen (wurde ja nicht als E-Auto entwickelt), daher hat der eine komische Form:
    http://chargedevs.com/wp-content/uploads/2015/01/2015-VW-e-Golf-5-L.jpg

    Die Menschen wollen individuelle Autos, die Hesteller sich irgendwie absetzen, Standard-Akkus würden die Gestaltungsmöglichkeiten beschränken. Wobei man für unterschiedlich große Autos sowieso schon ein mehrere Größen/Fiormfaktoren haben müsste. Die müssten dann alle vorrätig bei den Wechselstationen sein... Generell würde ich auch einfach sagen, dass der Zug abgefahren ist. Die Entwicklung eines Autos dauert Jahre, alle Hersteller arbeiten gerade an E-Autos, die dann in den nächsten Jahren auf den Markt kommen werden. VW hat mit dem MEB eine Plattform für den ganzen Konzern entwickelt. Man müsste quasi alles über Bord werfen und von vorn anfangen, wenn man jetzt mit herstellerübergreifenden Standardakkus kommen würde. Letztlich bremst das auch die Entwicklung, weil man dann ja kompatible bleiben muss.

    Mit einem "Notfallakku", der so groß und schwer wie ein 5Liter Benzinkanister ist, kommt man nicht so weit wie mit 5 Liter Benzin :-) Die Firma Kreisel (die eigene Akkus entwickelt, ein paar interessante Umbauprototypen gezeigt hat), hat einen BMW 3er Kombi mit "elektrischem Range-Extender" gebaut, da sind dann so Steckmodule im Kofferraum, die man bei Bedarf einbauen oder auch wechseln könnte):
    http://www.kreiselelectric.com/projekte/electric-bmw-3er-touring/
    Laut deren Rechnung kommt man mit einem solchen Modul 15 Kilometer weit.

  4. Re: Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: Berner Rösti 14.06.17 - 09:13

    zyklische Gruppe schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Frage an die ingenieurstechnisch bewanderteren unter euch :)
    > Sind wechselbare Akkus für E-Fahrzeuge eigentlich eine realistische
    > Möglichkeit?

    Nein, denn dafür sind die Akkus zu groß und zu teuer.

    Überleg mal, wie viele Akkus eine Wechselstation vorrätig haben müsste, um den Bedarf zu Stoßzeiten decken zu können.
    Dann müssten die Fahrzeuge deutlich größer werden, denn wenn man nur standardisierte Akku-Pakete nutzen kann, die zudem so eingebaut werden müssen, dass sie sich leicht tauschen lassen, kann man nicht mehr so kompakt wie heute bauen.

    Wenn der Akku nur so groß wie ein Feuerlöscher wäre, dann wäre das die ideale Lösung. Aber so lange das Akkupaket eines Tesla Model S angeblich rund 750 kg wiegt, ist das alles sehr, sehr unhandlich.

  5. Re: Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: zyklische Gruppe 24.06.17 - 16:56

    Hey, danke noch für die schöne Erklärung :) Ich hab mir das ganze wohl ein klitzekleines Bisschen zu einfach vorgestellt ;)

  6. Re: Warum eigentlich keine wechselbaren Akkus?

    Autor: burn-nation 14.09.17 - 08:01

    Hallo,
    über das Thema habe ich mir auch schon (laienhafte) Gedanken gemacht. Die Aufgabenstellung für die Automobilindustrie wären natürlich enorm. Wenn man jedoch das Konzept "Individualverkehr" weiter wie bisher bedienen möchte, ist dieser Lösungsansatz schon sehr interessant. Ich sehe als größtes "Problem" auch "nur" die Standardisierung.
    Wenn der Akku modular aufgebaut wäre, ergäbe das mehr Flexibilität. Jeder getauschte Akku kann stationär und unter Idealbedingungen (zB max. Ladenstrom für kürzere Ladezeiten, Erkennung und Entsorgung fehlerhafter Zellen) aufgeladen werden. Anschließend steht er wieder zur Verfügung und könnte ggf. mit Refreshzyklen "frisch" gehalten werden. So könnte man die Menge der vorgehaltenen Akkus optimieren.

    Laut den Fachleuten auf diesem Gebiet macht die Entwicklung der Akkus enorme Fortschritte. Wunder erwarte ich keine, aber etwas kleiner und leistungsfähiger werden sie im Laufe der Zeit bestimmt noch.

    Meine Meinung:
    Wenn die Laufleistung pro Ladung 300km – 400km beträgt und der Aufladevorgang (Tauschvorgang) nicht länger als 10min dauert, die Infrastruktur ähnlich wie bei den heutigen Tankstellen aufgebaut ist , dann ist ein E-Auto auch für Leute ohne eigene Ladesäule im Vorgarten und wechselnden Fahrprofil (mal zur Arbeit, mal in den Urlaub) auch eine Alternative. Die Preise für die Kisten sollten bei einer Massenproduktion ja sowieso fallen.

    Schade, das der Ansatz nicht weiterverfolgt wird.

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