SuperkondensatorenDer bessere Stromspeicher fürs Elektroauto
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"Totengräber der Lithium-Ionen-Akkus"

Im nächsten Schritt, glauben Experten, werde die Technik in den Massenmarkt kommen. Denn Kondensatoren haben Akkus gegenüber entscheidende Vorteile. Sie nehmen keinen Schaden, wenn sie in kurzer Zeit viel Strom aufnehmen und abgeben. Das macht sie ideal für das Starten von Motoren. Sie funktionieren auch bei minus 40 Grad – und sie halten ein Autoleben lang.

Schon heute verkürzen das ständige Stoppen und Starten des Motors im Stau oder an der Ampel die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien in Hybridautos. Übernehmen Superkondensatoren solche Aufgaben, lebt die Batterie nicht nur länger, sie kann auch kleiner und damit kostengünstiger ausfallen.

Die Kombination aus Lithium-Ionen-Batterie und Superkondensatoren sei ideal, findet Göschel. Vor allem dann, wenn die Hersteller die Spannung der Autobordnetze wie geplant auf 48 Volt verdoppeln, um den wachsenden Stromhunger von Klimaanlage, Bordelektronik und Assistenzsystemen zu stillen.

Der Chef des Elektroautoherstellers Tesla, Elon Musk, bezeichnete Kondensatoren gar als Totengräber der Lithium-Ionen-Akkus in Hybrid- und Elektroautos. Wenn er eine Voraussage machen müsste, was die Stromquelle für Elektroautos in der Zukunft sein würde, würde er darauf setzen, dass es Kondensatoren sind, sagte er auf einer Cleantech-Konferenz in San Francisco.

In jedem Fall haben Elektroautos billigere Stromquellen dringend nötig. Bislang verkaufen sie sich in Deutschland schleppend – nur 4.500 waren zum Jahresanfang zugelassen, und seit Januar wurden in diesem Jahr gerade mal etwas über 2.000 Elektroautos neu zugelassen.

Ob Supercaps tatsächlich eines Tages Lithium-Ionen-Batterien ersetzen können oder nicht: Der Automobilzulieferer Continental verzeichnet heute schon eine größere Nachfrage nach der Technologie, bestätigt Conti-Entwicklungsleiter Carsten Götte: Sein Unternehmen hat ein Start-Stopp-System entwickelt, bei dem der Strom für das nur wenige Millisekunden dauernde Anlassen des Motors aus dem Kondensator kommt.

Derzeit arbeitet Continental daran, dem Start-Stopp-System das sogenannte Segeln beizubringen: Nimmt der Fahrer den Fuß vom Gas, geht der Motor aus, weil das System auch in der Rollphase, also kurz vorm Stillstand der Räder, Treibstoff sparen soll. Anschließend speist der Kondensatorenstrom unter anderem Servolenkung, Bremskraftverstärker, Klimaanlage, Radio, Scheinwerfer und Scheibenwischer.

Weil der Motor dadurch früher ausgeschaltet werden kann, soll das System bis zu zehn Prozent Treibstoff sparen. Bisher kam bei Hybridautos der Strom in dieser Phase aus deutlich größeren und damit teureren Batterien.

Leserkommentare
  1. 1. Nein,

    nicht wirklich.
    Super-Kondensatoren werden für kurzfristiges Speichern im Rahmen der Rekuperation eingesetzt, und haben da tatsächlich Vorteile.
    Litium-Ionen-Akkus speichern jedoch wesentlich mehr Energie, werden aber langsamer geladen und geben sie langsamer wieder ab. Wer mit Elektroenergie fahren will, wird noch lange gute Batterien brauchen.
    Mag sein, dass ein Kondensator dazukommt, um Energie zurückzugewinnen (das wird eine Frage der Kosten und des Gewichtes), aber er wird die Batterie nicht ablösen können.

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    • Karl63
    • 21.10.2012 um 18:56 Uhr

    Solche "Supercaps" werden schon recht lange angeboten, dass diese jetzt auch in KFZ Verwendung finden, ist schlicht eine neue Anwendung für diese Art von Kondensatoren.
    Ansonsten hätte dem Artikel etwas mehr Recherche über die technischen Hintergründe sicherlich sehr gut getan. Meines Wissens nach verwendet Toyota für deren Hybridsystem Akkus, die durch Reihenschaltung der einzelnen Zellen - je nach Wagentyp - bis zu 600 Volt liefern können. Dass man mit solchen Spannungen arbeitet, hat mit Sicherheit seine Gründe. Dies macht aber gleichzeitig die Verwendung von "Supercaps" nicht eben einfacher / sinnvoller, denn deren Spannungsfestigkeit liegt deutlich geringer - bei den im Handel angebotenen Typen sind es 2,5 - 5,5 Volt.
    In diesem Artikel der (englischen) Wikipedia http://en.wikipedia.org/w...
    ist ein Foto der Steuerelektronik des Prius http://en.wikipedia.org/w... und auf diesem ist deutlich zu erkennen: da sind ganz "normale" Elektrolytkondensatoren drin, die deutlich sichtbar eine Spannungsfestigkeit von 450 Volt aufweisen.

    • Karl63
    • 21.10.2012 um 18:56 Uhr

    Solche "Supercaps" werden schon recht lange angeboten, dass diese jetzt auch in KFZ Verwendung finden, ist schlicht eine neue Anwendung für diese Art von Kondensatoren.
    Ansonsten hätte dem Artikel etwas mehr Recherche über die technischen Hintergründe sicherlich sehr gut getan. Meines Wissens nach verwendet Toyota für deren Hybridsystem Akkus, die durch Reihenschaltung der einzelnen Zellen - je nach Wagentyp - bis zu 600 Volt liefern können. Dass man mit solchen Spannungen arbeitet, hat mit Sicherheit seine Gründe. Dies macht aber gleichzeitig die Verwendung von "Supercaps" nicht eben einfacher / sinnvoller, denn deren Spannungsfestigkeit liegt deutlich geringer - bei den im Handel angebotenen Typen sind es 2,5 - 5,5 Volt.
    In diesem Artikel der (englischen) Wikipedia http://en.wikipedia.org/w...
    ist ein Foto der Steuerelektronik des Prius http://en.wikipedia.org/w... und auf diesem ist deutlich zu erkennen: da sind ganz "normale" Elektrolytkondensatoren drin, die deutlich sichtbar eine Spannungsfestigkeit von 450 Volt aufweisen.

    • Ecky
    • 21.10.2012 um 18:49 Uhr

    Diese Kondensatorentechnik ist gut geeignet für sehr Lade- und Entladevorgänge mit hoher Frequenz, bei der auch die Ladungsmenge eher ungleichmäßig ist.
    Bezogen auf motorisierten Individualverkehr sind Stadtfahrten mit vielen Stopps genau das Terrain, auf dem die Kondensatortechnik ihren Vorteil ausspielen kann.
    Zwei große Vorteile der "herkömmlichen" Akkutechnik gegenüber den Supercaps wurden gar nicht betrachtet: Selbstentladung und Energiedichte.

    E.

    4 Leserempfehlungen
  2. Kondensatoren entladen sich selbst nach eingiger Zeit. Gut möglich das sie sich zu einem wichtigen Bauteil entwickeln, aber die Batterie können sie nicht ersetzen.

    @Autor: die Betriebsspannung würde sich vervierfachen. Normale Bordspannung sind im Moment 12v. Nur in Lkws werden 24v verwendet.
    Und im übigen wurde das 48v-Netz von Conti vor schätzungsweise 10 Jahren entwickelt um den Anlasser zu ersetzen. Hat sich damals aber nicht durchgesetzt.

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    • Fuji
    • 21.10.2012 um 19:42 Uhr

    ... hätte schon etliche Vorteile, z.B. Gewichtsersparnis bei den verwendeten Motoren, geringerer Leitungsquerschnitt, günstigere Leistungselektronik, usw.

    Interessant wird das aber wohl erst, wenn E-Autos/plugin-Hybride mit mehreren hundert Volt Systemspannung etabliert sind.

    • Fuji
    • 21.10.2012 um 19:42 Uhr

    ... hätte schon etliche Vorteile, z.B. Gewichtsersparnis bei den verwendeten Motoren, geringerer Leitungsquerschnitt, günstigere Leistungselektronik, usw.

    Interessant wird das aber wohl erst, wenn E-Autos/plugin-Hybride mit mehreren hundert Volt Systemspannung etabliert sind.

    • Karl63
    • 21.10.2012 um 18:56 Uhr

    Solche "Supercaps" werden schon recht lange angeboten, dass diese jetzt auch in KFZ Verwendung finden, ist schlicht eine neue Anwendung für diese Art von Kondensatoren.
    Ansonsten hätte dem Artikel etwas mehr Recherche über die technischen Hintergründe sicherlich sehr gut getan. Meines Wissens nach verwendet Toyota für deren Hybridsystem Akkus, die durch Reihenschaltung der einzelnen Zellen - je nach Wagentyp - bis zu 600 Volt liefern können. Dass man mit solchen Spannungen arbeitet, hat mit Sicherheit seine Gründe. Dies macht aber gleichzeitig die Verwendung von "Supercaps" nicht eben einfacher / sinnvoller, denn deren Spannungsfestigkeit liegt deutlich geringer - bei den im Handel angebotenen Typen sind es 2,5 - 5,5 Volt.
    In diesem Artikel der (englischen) Wikipedia http://en.wikipedia.org/w...
    ist ein Foto der Steuerelektronik des Prius http://en.wikipedia.org/w... und auf diesem ist deutlich zu erkennen: da sind ganz "normale" Elektrolytkondensatoren drin, die deutlich sichtbar eine Spannungsfestigkeit von 450 Volt aufweisen.

    2 Leserempfehlungen
    Antwort auf "Nein,"
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    Bevor Sie mangelnde technische Hintergründe kritisieren, sollten Sie mal Google anwerfen (z.B. http://www.capcomp.de/). Die einzelnen SuperCaps werden für Straßenbahnen und Busse in Modulen z.B. von 125V und 62F verpackt.
    Neu ist natürlich nur der Einsatz diere Module im PKW, und deshalb benutzt der Prius solche Module natürlich noch nicht.

    Bevor Sie mangelnde technische Hintergründe kritisieren, sollten Sie mal Google anwerfen (z.B. http://www.capcomp.de/). Die einzelnen SuperCaps werden für Straßenbahnen und Busse in Modulen z.B. von 125V und 62F verpackt.
    Neu ist natürlich nur der Einsatz diere Module im PKW, und deshalb benutzt der Prius solche Module natürlich noch nicht.

  3. Die Ladestationen fuer Buesse an Haltestellen sind eine nette Idee.

    Fuer den Individualverkehr muesste man wohl Autobahnspuren mit beruehrungsloser Ladetechnik ausruesten, so dass die Kondensatoren in entsprechend ausgeruesteten Autos waehrend der Autobahnfahrt aufgeladen werden. Fuer kurze Strecken in der Stadt kann dann der Strom aus dem Kondensator genutzt werden, fuer Langstrecken muss man sich auf entsprechende Autobahnen beschraenken.

  4. ... daß es sich bei den ersten fünf "Experten" um direkte Nachfolger jener "Fachleute" handelt, die nach dem 7. Dezember 1835 in Nürnberg und Umgebung ganz genau wußten, daß die Geschwindigkeit, mit welcher die Passagiere des "Adler"-Zuges von Nürnberg nach Fürth "rasten" unweigerlich tödliche Auswirkungen auf den menschlichen Organismus zeitigen müsse?

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    • Ecky
    • 21.10.2012 um 20:06 Uhr

    Gegenfrage: Wieviele Passagiere der Fahrt am 7. Dezember 1835 leben noch?

    Im Gegensatz zu den vernutungsbasierten Bedenken damals kann man sich beim Thema "SuperCap vs. LiIon-Akkus" heute auf eine breite Basis von gut dokumentierten Erfahrungen stützen, da die beiden Technologien schon länger quasi für jeden käuflich sind und auch den ein oder anderen bekannten Einsatz hinter sich haben.

    Das Jules Verne'sche Verfahren, Passagiere in einer Kapsel mit einer Kanone zum Mond zu befördern, hat sich aus dem ein oder anderen Grund auch nicht wirklich durchgesetzt...

    E.

    Wie ich "Expertenwissen" langsam und allmählich gefressen habe. Nun fehlt mir selbst die Expertise auf diesem Gebiet, aber es ist doch oft so, dass der Status Quo selten taugt, um zu wissen, was die Zukunft bringt. Die sog. Experten sind "Fachidioten" und Ihnen fehlt es oft an Wissen aus anderen Gebieten, welches ergänzend wirkt und neue Möglichkeiten bringt.

    Ich behaupte, wenn Mazda diese Technik verwendet, dann machen die das nicht, weil sie unwirtschaftlich oder praxisfern ist, dann haben die wohl einen Plan. Und dann ist mir das "Expertenwissen" der ersten fünf Kommentare mal sowas von egal. Vielmehr bin ich gespannt, was daraus wird und gehe davon aus, alternative Antriebe werden schneller zur Marktreife geführt, als sog. "Experten" aufgrund ihres Fachwissens auf einem Gebiet sich vorstellen können. Manchmal hilft es einfach, Fachwissen zu ignorieren, sonst würden wir wohl heute noch glauben, mehr als 30kmh ist tödlich.

    • Ecky
    • 21.10.2012 um 20:06 Uhr

    Gegenfrage: Wieviele Passagiere der Fahrt am 7. Dezember 1835 leben noch?

    Im Gegensatz zu den vernutungsbasierten Bedenken damals kann man sich beim Thema "SuperCap vs. LiIon-Akkus" heute auf eine breite Basis von gut dokumentierten Erfahrungen stützen, da die beiden Technologien schon länger quasi für jeden käuflich sind und auch den ein oder anderen bekannten Einsatz hinter sich haben.

    Das Jules Verne'sche Verfahren, Passagiere in einer Kapsel mit einer Kanone zum Mond zu befördern, hat sich aus dem ein oder anderen Grund auch nicht wirklich durchgesetzt...

    E.

    Wie ich "Expertenwissen" langsam und allmählich gefressen habe. Nun fehlt mir selbst die Expertise auf diesem Gebiet, aber es ist doch oft so, dass der Status Quo selten taugt, um zu wissen, was die Zukunft bringt. Die sog. Experten sind "Fachidioten" und Ihnen fehlt es oft an Wissen aus anderen Gebieten, welches ergänzend wirkt und neue Möglichkeiten bringt.

    Ich behaupte, wenn Mazda diese Technik verwendet, dann machen die das nicht, weil sie unwirtschaftlich oder praxisfern ist, dann haben die wohl einen Plan. Und dann ist mir das "Expertenwissen" der ersten fünf Kommentare mal sowas von egal. Vielmehr bin ich gespannt, was daraus wird und gehe davon aus, alternative Antriebe werden schneller zur Marktreife geführt, als sog. "Experten" aufgrund ihres Fachwissens auf einem Gebiet sich vorstellen können. Manchmal hilft es einfach, Fachwissen zu ignorieren, sonst würden wir wohl heute noch glauben, mehr als 30kmh ist tödlich.

    • Fuji
    • 21.10.2012 um 19:38 Uhr

    ... Vorredner schrieben: Weder sind supercaps als Kurzzeitspeicher in Hybridautos was neues, noch taugen sie als echter Ersatz für Akkus, mangels Energiedichte.

    Wo liegt gegenwärtig die Energiedichte der supercabs? Bei ca. 5Wh/kg? Gegenwärtig verwendete Li-Akkus kommen auf ca. 120Wh/kg, die Einzelzellen liegen oft sogar bei 160-200Wh/kg.

    Dafür sind die supercaps übrigens auch verteufelt teuer.

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    Im Labor wurden bereits 136 Wh/kg bei graphenbasierten Superkondensator erzielt:
    http://physicsworld.com/c...
    Dies ist durchaus zu Akkus konkurrenzfähig.

    Im Labor wurden bereits 136 Wh/kg bei graphenbasierten Superkondensator erzielt:
    http://physicsworld.com/c...
    Dies ist durchaus zu Akkus konkurrenzfähig.

    • Fuji
    • 21.10.2012 um 19:42 Uhr

    ... hätte schon etliche Vorteile, z.B. Gewichtsersparnis bei den verwendeten Motoren, geringerer Leitungsquerschnitt, günstigere Leistungselektronik, usw.

    Interessant wird das aber wohl erst, wenn E-Autos/plugin-Hybride mit mehreren hundert Volt Systemspannung etabliert sind.

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    Antwort auf "ebenfalls nein"

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