Akkus für Elektrofahrzeuge

Energiespeicher / Akkus für Elektrofahrzeuge

Während der Elektromotor an sich technisch bereits ziemlich ausgereift ist, befindet sich die Energiespeichertechnologie noch in der Entwicklung.

Elektrofahrzeuge, die ihren Strom nicht auf dem Fahrweg einspeisen, wie zum Beispiel elektrische Lokomotiven oder Straßenbahnen mit überlandleitung, müssen die benötigte Energie speichern. Dafür gibt es heute zwei verschiedene Modelle zur Energiespeicherung, die sich in der Praxis durchgesetzt haben. Zum einen die Brennstoffzelle, in der die Energie durch Wasserstoff gespeichert wird und Akkus, in denen die Energie so gespeichert werden kann. Die derzeitigen Hybridmodelle sind Kompromisslösungen, da zwei verschiedene Motortypen zu einem höheren Gewicht führen und die Umwelt noch immer durch Schadstoffe belastet wird, wenn auch in einem geringeren Maße.

Energiespeicherung mit Blei- und Nickel-Cadmium-Akkus

Früher waren Blei- und Nickel-Cadmium-Akkus üblich, die nur eine geringe Menge Energie speichern konnten und dabei ein recht hohes Gewicht aufwiesen.

Energiespeicherung mit Lithium-Ionen-Akkus

In den letzten Jahren kam es zu großen Fortschritten in der Akkumulator-Technologie und durch den Einsatz von Lithium-Ionen-Akkus können nur größere Reichweiten erreicht werden. Mit Blei-Akku ließen sich lediglich Reichweiten von maximal 100km pro Ladung erreichen, mit den neuen Lithium-Ionen-Akkus sind durchaus Reichweiten für die Elektrofahrzeuge von mehr als 300km pro Aufladung möglich. Problematisch ist dabei allerdings, dass Li-Io-Akkus in der Herstellung deutlich teurer sind, weil mehr Aufwand erforderlich und das Material teurer ist. Außerdem gibt es praktisch noch keine Massenproduktion von solchen Akkus, daher muss davon ausgegangen werden, dass die Preise bei steigender Produktion noch sinken werden.

Energiespeicherung mit Lithium-Titanat-Akkus

Die neueste Entwicklung im Bereich der Akku-Technologie sind die Lithium-Titanat-Akkus, die gegenüber den Lithium-Ionen Akkus diverse Vorteile bieten. Lithium-Titanat-Akkus sind nicht feuergefährlich, während Li-Io-Akkus spezielle Sicherheitssysteme benötigen, die einen Akkubrand verhindern, aber auch das Gewicht des Elektrofahrzeugs steigern. Außerdem sollen Lithium-Titanat-Akkus bis zu 6 Millionen Kilometer Laufleistung ermöglichen, bei einem Li-Io-Akku ist das Ende bereits nach 250.000km erreicht. Zu guter letzt sollen sie sich auch innerhalb von 10 Minuten an speziellen Ladestationen komplett aufladen lassen, während bisherige Akkus mindestens vier Stunden benötigen.

Kondensatoren als Energiespeicher

Theoretisch besteht auch die Möglichkeit, Kondensatoren als Energiespeicher zu nutzen, bei diesen ist vor allem der Wirkungsgrad von fast 100% von Vorteil, allerdings ist die Energiedichte für eine sinnvolle Nutzung in Elektrofahrzeugen deutlich zu niedrig. Kondensatoren heutiger Bauart erreichen eine Energiedichte von knapp 5 Wattstunden pro Kilogramm, während ältere Nickel-Cadmium Akkus eine Dichte von 40-60 Wh pro Kilogramm erreichen, Lithium-Ionen Akkus erreichen sogar noch höhere Werte. Daher spielen Kondensatoren im praktischen Bereich absolut keine Rolle.