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Akkus für PKW-Hybridantriebe |
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| 13. September 2007 Hybrid heißt Übermut * Die diesjährige IAA in Frankfurt steht ganz im Zeichen neuer PKW-Generationen mit Hybrid-Antrieben. Die Gründe dafür liegen einerseits in den Bemühungen, dem Klimawandel entgegen zu wirken, andererseits hat pünktlich zur Eröffnung der Automobilausstellung der Ölpreis erstmals die magische Marke von 80 Dollar je Barrel erreicht. Kraftstoffeinsparung und eine Senkung der CO2-Emission sind also Gebote der Stunde. Unter 'Hybrid-Antrieb' wird im Kontext der IAA meist eine sich ergänzende Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor verstanden, wobei beide Motoren direkt als Antriebe wirken. Doch es gibt bereits auch serielle Lösungen, bei denen beispielsweise nur noch der Elektromotor als Antrieb fungiert und der Verbrennungsmotor lediglich der Stromerzeugung dient. Hybrid-Lösungen können vollhybrid sein, d.h. sowohl der Elektro- als auch der Verbrennungsmotor sind jeweils in der Lage, das Fahrzeug alleine anzutreiben, und die Motoren werden in unterschiedlichen Fahrsituationen sich ergänzend oder jeweils ausschließlich eingesetzt, um maximale Effizienz- oder Leistungssteigerung zu erreichen. Dagegen dient bei der Mildhybrid-Lösung der Elektromotor nur zur Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors, ein ausschließlich elektrischer Antrieb ist dabei nicht möglich. Für alle diese Lösungen sind zuverlässige, leistungsfähige und wirtschaftliche elektrische Energiespeicher - Akkupacks - nötig, und es werden im Folgenden kurz die wesentlichen Merkmale der konkurrierenden Akku-Systeme beleuchtet: NiMH kontra LiIon Im Wesentlichen stehen sich als Konkurrenten für Hybrid-Pkws Akkus auf der Basis von Nickel-Metallhydrid und LithiumIonen gegenüber, die altbewährte Bleibatterie kann den hohen Leistungsanforderungen kaum mehr gerecht werden. Herausragende Kriterien sind zunächst die gespeicherte Energiemenge je Gewicht (Energiedichte, Wh/kg) bzw. je Volumen der Akkus (volumische Energiedichte, Wh/l). Je schlechter der erste Wert ist, desto schwerer wird der Akkublock, je schlechter der zweite Wert ist, desto schwieriger wird es, die Akkus wegen ihrer Größe noch in einem Kleinstwagen unterzubringen. Bei beiden Kennzahlen hat heute Li-Ionen die Nase eindeutig vorn, und zwar um rund 30 - 50%. Ebenfalls bei der maximalen Leistungsdichte (W/kg) ist LiIon mittlerweile deutlich überlegen. Ganz eindeutig ist LiIon auch bezüglich der Aufladezeiten unschlagbar, denn Schnellladung im Minutenbereich ist mit NiMH nicht möglich. Und schließlich ist auch der Temperaturbereich, in dem LiIon einsetzbar ist, deutlich größer als der von NiMH und entspricht gut den rauen Einsatzbedingungen im Kfz-Bereich. Warum dennoch einige Automobilhersteller (noch) auf NiMH setzen, liegt einerseits im Preis begründet, und andererseits ist durch die in die Schlagzeilen geratenen Rückrufaktionen für Handy- und Notebook-Akkus deutlich geworden, dass einige LiIon-Zellhersteller ihre Produktionsschwankungen noch besser in den Griff bekommen müssen und generell die Eigensicherheit der Zellen noch zu optimieren ist. Die Effizienzsteigerungen durch die Hybrid-Technologie beim Automobil sind enorm, und schon heute lassen sich leicht Werte um die 30% erreichen. Jedoch erst mit LiIonen-Akkus werden Hybrid-Antriebe ihre volle Leistungsfähigkeit beweisen können. Die Beherrschbarkeit der LiIonen-Technologie setzt Erfahrung, Know-How und ausgeklügelte Schutz- und Steuerelektronik voraus - Leistungen, auf die die Partner der Axeon-Gruppe (Axeon - EMB - MAZ - SAT) spezialisiert sind. * Die wörtliche Übersetzung des altgriechischen Wortes Hybrid lautet Übermut. Die Bedeutung des Wortes hat sich jedoch gewandelt, und man versteht heute darunter eine Mischung bzw. Kombination. © Marc Stenzel
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