Laut der Prognose eines Automobilzulieferers werden Akkuzellen bis zum Jahr 2020 nur noch die Hälfte kosten, gleichzeitig wird sich die Energiedichte verdoppeln.

Die Elektrifizierung des Antriebs kommt. Daran werden auch die aktuell niedrigen Rohölpreise nichts ändern. Bosch rechnet damit, dass im Jahr 2025 rund 15 Prozent aller weltweit gebauten Neufahrzeuge mindestens einen Hybrid-Antrieb haben. Bildquelle: Bosch

Die Elektrifizierung des Antriebs kommt. Daran werden auch die aktuell niedrigen Rohölpreise nichts ändern. Bosch rechnet damit, dass im Jahr 2025 rund 15 Prozent aller weltweit gebauten Neufahrzeuge mindestens einen Hybrid-Antrieb haben. Bildquelle: Bosch

Derzeit gelten die Batterieeinheiten bei Elektroautos als größter Kostenfaktor, Bosch prognostiziert allerdings, dass sich die Preise für Akkuzellen bis zum Jahr 2020 halbieren werde und sich die Energiedichte verdoppelt.

Das Ziel der Hersteller ist es, für E-Autos Lithium-Ionen Akkus zu entwickeln, welche mindestens 150.000 Kilometer bzw. über eine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren verfügen.

Funktion einer Lithium-Ionen-Batterie. Bildquelle: Bosch

Funktion einer Lithium-Ionen-Batterie. Bildquelle: Bosch

Danach sollen die Stromspeicher noch über 80 Prozent ihrer anfänglichen Speicherkapazität verfügen, so sagt Dr. Joachim Fetzer (Mitglied des Bereichsvorstands Gasoline Systems mit der Zuständigkeit Elektromobilität bei der Robert Bosch GmbH):

„Eine gleichermaßen günstige, leistungsfähige und zuverlässige Hochvoltbatterie fürs Auto zu entwickeln – das ist die sprichwörtliche rocket science“.

In fünf Jahren will Bosch Hochvoltspeicher anbieten, welche über die doppelte Leistungsfähigkeit bei der Hälfte des Preises verfügen.

Die Lithium-Ionen-Technologie verfügt noch über viel Potenzial, so verfügen heutige Akkus über eine Energiedichte von ca. 115 Wh/kg, bis zu 280 Wh/kg.
An der nächsten Generation der Lithium-Ionen-Batterie forscht Bosch zusammen mit GS Yuasa und Mitsubishi Corporation im Joint Venture Lithium Energy and Power, dazu sagt Fetzer:

„Unser Ziel im Joint Venture ist es, Lithium-Ionen-Batterien bis zu zwei Mal leistungsfähiger zu machen.“

GS Yuasa bringt Erfahrungen in der Zelloptimierung ein, um eine Batterie mit höherer Energiedichte und gesteigerter Reichweite produzieren zu können. Bosch steuert seine Erfahrung beim komplexen Batteriemanagement und der Systemintegration bei.
Post-Lithium-Ionen-Batterie

Bosch arbeitet bereits an den Lithium-Ionen-Nachfolgern, hierzu gehört unter anderem die Lithium-Schwefel-Technologie.
Der Grund ist, dass diese eine höhere Energiedichte und -kapazität verspricht, allerdings wird die Lithium-Schwefel-Batterie frühestens Mitte der nächsten Dekade serienreif sein.

Batteriemanagement bringt zehn Prozent mehr Reichweite

Die Leistung der Batterieeinheit lässt sich mit verschiedenen Methoden verbessern, zum Beispiel spielt in der Zellchemie das Material der Anode und Kathode eine große Rolle. Aktuell besteht die Kathode oft aus Nickel-Cobalt Mangan (NCM) und Nickel-Carboxyanhydride (NCA). Die Anode besteht hingegen aus Graphiten, Soft- und Hard-Carbon oder Silizium-Kohlenstoff.

Bei Hochleistungs-Akkuzellen forscht Bosch auch im Bereich Überwachung und Steuerung der verschiedenen Zellen sowie des Gesamtsystems.
Denn die zuverlässige Steuerung eines Hochvolt-Speichers ist eine Herausforderung, denn bis zu zehn Mikrocontroller regeln über ein CAN-Bussystem den Energiefluss in den Zellen. Ein ausgeklügeltes Batteriemanagement kann die Reichweite eines Autos nochmals um bis zu zehn Prozent erhöhen – ohne etwas an der Zellchemie zu ändern.

Ein Leben nach dem Elektroauto

Wenn die Akkuzellen bzw. die ganze Batterieeinheit zu viel Kapazität verloren haben, können diese noch als Stromspeicher für Stromnetze eingesetzt werden. An einem „Second Life“-Projekt arbeiten BMW und Vattenfall:
Gebrauchte Batterien aus Elektrofahrzeugen werden in Hamburg zu einem großen Stromspeicher zusammen geschaltet. Dessen Energie steht binnen Sekunden zur Verfügung und kann dabei helfen, das Stromnetz stabil zu halten. Mit diesem Projekt treiben Bosch, die BMW Group und Vattenfall gemeinsam die Elektromobilität und den Stromspeicher voran.

Via: Bosch

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Kai
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