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Elektroauto

Der Akkupack

Der Akku ist z.Z. noch das schwächste Glied in der Kette. Hier müssen wir den größten Kompromiss schließen. Der Akku ist der Teil im Elektroauto, der sich am schnellsten abnutzt und noch dazu der teuerste.

Die gewünschte Reichweite bestimmt die Akkukapazität. Der Verbrauch eines Elektroautos liegt zwischen 100 und 200 Wh/km je nach Straßenverhältnisse und Fahrstil. Mit 100 Wh/km rechnen die Hersteller von Elektroautos im allgemeinen, um eine bessere Reichweite ausweisen zu können.

Wenn wir mit praktischen Werten rechnen wollen, scheint 150 Wh/km eine gute Schätzung. Sehen wir erst mal, wieviel Energie wir mitnehmen können. Ein Akku mit 12 V / 150 Ah speichert eine Energie von 1.800 Wh. Den Akku bis zum letzten Tropfen auszunutzen ist nicht zweckmässig, weil es die Lebenserwartung des Akkus stark verringert. Wir rechnen mit 1.500 Wh, das heisst, wir können bei einem 12-V-Akku mit 10 Wh Energie je Ah rechnen.

Aus den oben genannten Zahlen folgt, dass die gespeicherte Energie eines 12V-150Ah-Akkus ungefähr für 10 km Wegstrecke ausreicht.

Sehen wir uns ein praktisches Beispiel an:
Wir haben ein Elektroauto mit einem 7,5kW-72V-Motor, mit 6 Stück 12V-150Ah-Bleiakkus. Die gespeicherte Energiemenge beträgt 9 kWh. Die geschätzte Reichweite 60 km (9000 / 150). Wenn die Akkus verhältnismässig neu und in gutem Zustand sind, und wir schonend fahren, auch das Wetter ziemlich warm ist (die Leistung der Bleiakkus sinkt bei Kälte beträchtlich), kann es leicht sein, dass wir auch 100 km mit einer Ladung fahren können.

LiFePO4-Akkus haben eine geringere Masse, ein besseres dynamisches Verhalten, eine geringere Temperaturabhängigkeit und eine viermal so hohe Lebensdauer. Ähnlich, wie bei Bleiakkus gerechnet, ist die in einem 3,2V-90Ah-Li-Akku gespeicherte Energie ausreichend für 2 km Wegstrecke.

Sehen wir uns einige Möglichkeiten an:

MotortypAkkupackHöchstgeschwindigkeitReichweiteGewicht
4 kW / 48V4 Stück 12V / 150Ah Pb50-60 km/h40 km224 kg
4 kW / 48V8 Stück 12V / 120Ah Pb50-60 km/h64 km310 kg
7,5 kW / 72V6 Stück 12V / 150Ah Pb70-80 km/h60 km310 kg
7,5 kW / 108V9 Stück 12V / 120Ah Pb70-80 km/h72 km360 kg
11 kW / 144V12 Stück 12V / 120Ah Pb90-110 km/h96 km455 kg
11 kW / 144V48 Stück 3,2V / 90Ah LiFePO4100-120 km/h96 km224 kg
11 kW / 144V48 Stück 3,2V / 160Ah LiFePO4100-120 km/h170 km349 kg

Im Fall der Li-Akkus kann man sehen, dass auch die voraussichtliche Reichweite ein bischen größer ist. Zwei Dinge sind dafür verantwortlich: die niedrigere Masse und die höhere nominelle Spannung (48*3,2V=153,6V). Erhöhung der Spannung ist die einfachste Art des Tunings bei Elektroautos.

Blei- oder LiFePO4-Akku?
Wenn wir uns die Langzeit-Kosten ansehen, gibt es keinen Unterschied: Die Li-Akkus kosten zwar das fünffache, halten aber auch fünfmal so lange. Die herausragenden Vorteile der Li-Akkus sind das Gewicht (ein Drittel gegenüber Blei-Akkus), eine höhere Energieabgabe auf kürzere Zeit, die schnellere Ladefähigkeit und die Kälteunempfindlichkeit.


Was sind die Vorteile von Bleiakkus? Es bleibt nur der Preis. Wenn unser Budget eine größere Summe in Li-Akkus zu investieren nicht zuläßt, bleiben erst einmal nur die Bleiakkus.
Da sich die Technik in Sachen Akkus nun endlich rasant weiter entwickelt, könnte man die Blei-Akkus auch in näherer Zukunft durch modernere ersetzen.

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