E-Auto
(EV)
Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen
im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC
Drehmoment <<<<<>>>>> Pferderstärke
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Das E-Auto ist neben dem E-Bike oder Pedelec, E-Motorrad, Hybrid-Streetbike, Brennstoffzellenmotorrad, sowie E-Lkw, Brennstoffzellen-Lkw, E-Bahn, Staßenbahn, O-Bus, E-Bus und E-Schiff ein Bestandteil der E-Mobilität (E-Mobility). Überwiegend fahren Elektroautos (leise, effizient und emissionsarm) in Städten (Taxen, Lieferdienste, Carsharing) und aufgrund der technischen Weiterentwicklung bezüglich der Reichweiten und die Ladeinfrastruktur auch auf weiteren Strecken.
Das Gelingen der E-Mobilität hängt stark von Seltene Erden ab. |
mein-autolexikon.de
Das Wissensportal rund um ihr Auto
AAMPACT e.V. |
Wie werden Fahrzeuge in Zukunft angetrieben?
Christian Bach, Schweizer Monat - SMH Verlag AG
Elektromobilität: die wichtigsten Fragen und Antworten
Greenpeace e. V.
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In Hinblick auf den Wirkungsgrad ist das E-Auto allen anderen Antriebsalternative deutlich überlegen
Ein Antrieb schlägt alle
PS WELT - Axel Springer Deutschland GmbH
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Der Elektromotor hat mit 70 % den mit Abstand höchsten Wirkungsgrad unter den herkömmlichen Antriebsarten bei Personenkraftwagen. Er verfügt damit also über die höchste Effizienz in der Umwandlung der zugeführten Energie in nutzbringende Energie. Der Benzinmotor hingegen verfügt nur über einen Wirkungsgrad von 20 %. Auch bei den E-Fuels (synthetische Kraftstoffe) ist der Wirkungsgrad bislang gering. Außerdem ist der Energieaufwand für die Produktion sehr hoch, weshalb der Gebrauch bei Pkw umstritten ist.
Der Wirkungsgrad eines Motors beschreibt den Anteil der, über diverse Energieträger (zum Beispiel Benzin oder Diesel), zugeführten Energie, welcher in nutzbringende Energie umgewandelt werden kann. Quelle: Statista |
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E-Mobilität (E-Mobility) ist der Sammelbegriff für die Nutzung von einem E-Auto, Hybridauto, Brennstoffzellenauto, E-Bike oder Pedelec, E-Motorrad, Hybrid-Streetbike, Brennstoffzellenmotorrad, sowie E-Lkw, Brennstoffzellen-Lkw, E-Bahn, Straßenbahn, O-Bus, E-Bus und E-Schiff. Diese werden ganz oder teilweise elektrisch angetrieben und beziehen ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz. Sie können auch einen Energiespeicher haben. Überwiegend fahren Elektroautos (leise, effizient und emissionsarm) in Städten (Taxen, Lieferdienste, Carsharing).
>>>> hier ausführlicher <<<<
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Äußerlich unterscheidet sich das E-Auto (EV [Electric Vehicle] - BEV [Battery Electric Vehicle]) nicht vom Verbrenner-Auto. An den fehlenden Motorengeräuschen und Abgase sowie durch ein E-Kennzeichen kann man es erkennen (leider bekommen zur Zeit auch die Hybrid-Autos, die zu 90 % mit dem Verbrennermotor betrieben werden, das E-Kennzeichen).
E-Kennzeichen: Das Nummernschild für Elektroautos - ADAC |
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Erst ein Blick unter die Karosserie zeigt den Unterschied. Der Antrieb ist auf Strom ausgerichtet und benötigt dafür Akku und E-Motor. Das Herzstück ist der Akku, dessen gespeicherte Energie weitere Komponenten versorgt. Elektromotoren erzeugen durch elektromagnetische Energie Bewegung, wodurch E-Autos angetrieben werden.
In den Hochvoltbatterien (Lithium-Ionen-Akkus) wird Energie gespeichert und bei Bedarf über chemische Prozesse freigegeben.
Ein Getriebe und eine Schaltung benötigen E-Autos nicht. |
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Bauteile eines E-Autos - (BEV [Battery Electric Vehicle]):
• Hochvoltbatterie (Akku)
• Niedervoltbatterie
• Elektromotor
• Leistungselektronik
• Batteriemanagementsystem (BMS)
• Kühlsysteme
• Ladeanschluss
Bei der Platzierung dieser Komponenten hat sich vor allem die so genannte Skateboard-Architektur bewährt: Die Hochvoltbatterie wird zwischen den Achsen im Unterboden verbaut, der Elektromotor, die Leistungselektronik und das BMS befinden sich an der Vorder- und/oder der Hinterachse.
Wie funktioniert ein Elektroauto?
MeinAuto GmbH
.Der Elektroantrieb: So funktioniert ein Elektroauto
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Elektroauto Aufbau: Motor, Akku & Co.
Felix Bahr, emobility-magazin - mediaworx berlin GmbH
E-Auto-Übersicht: Alles, was Sie wissen müssen
Verivox GmbH
E-Auto-Vergleich: Auf den Punkt gebracht
Allianz Deutschland AG
Komponenten des Elektroantriebs
Metalle der Seltenen Erden in Elektroautos
Agence France-Presse |
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E-Mobilität bei t-online
 Das Ende eines Irrglaubens - Stromer laden: Fast jeder macht es falschder Firma Geotab analysierte Daten von mehr als 22.700 Elektroautos 21 verschiedener Marken. Das Fazit lautet: Zwar altern Batterien durch häufiges Schnellladen (DC) etwas schneller, doch dieser Unterschied ist in der Praxis nahezu irrelevant.
Wer meist mit mehr als 100 Kilowatt lädt, verliert demnach pro Jahr rund drei Prozent seiner Speicherkapazität. Wer sein Auto hingegen geduldig an der heimischen Wallbox (AC) lädt, verliert nur etwa 1,5 Prozent. Dieser Unterschied ist messbar, hat aber keine wirtschaftlichen Auswirkungen. "Der Zustand der Batterien bleibt gut, auch wenn die Fahrzeuge schneller geladen und intensiver genutzt werden", bilanziert Charlotte Argue von Geotab. Quelle: t-online.de
Winter-Modus: Rekuperation anpassen
Die Rekuperation ist ein technischer Vorteil: Beim Bremsen gewinnt der Elektromotor Energie zurück und speist sie in die Batterie ein. Auf rutschiger Fahrbahn kann dieser Effekt jedoch zur Gefahr werden. Wenn das Fahrzeug beim Bremsen abrupt Energie zurückgewinnt, können Räder blockieren oder ausbrechen, bevor ABS oder ESP eingreifen. Experten warnen deshalb vor erhöhter Schleudergefahr durch zu starke Rekuperation bei Schnee und Eis.
Bei vielen modernen Elektroautos lässt sich die Stärke der Rekuperation manuell einstellen. Im Winter sollte hier die niedrigste Stufe gewählt werden, um ein stabileres Fahrverhalten zu gewährleisten. Einige Modelle bieten sogar spezielle Winter- oder Schneemodi, die automatisch ein optimales Fahrverhalten gewährleisten. Ein Blick in die Bedienungsanleitung lohnt sich: Sie verrät, welche Einstellungen für Ihr Fahrzeug geeignet sind. Quelle: t-online.de
So hält das Elektroauto länger
Extreme Temperaturen vermeiden: Hitze und Kälte machen der Batterie zu schaffen. Im Sommer am besten im Schatten parken, im Winter eine Garage nutzen.
Schnellladen nur im Notfall: Schnelles Laden stresst die Batterie und lässt sie schneller altern. Besser > Langsam laden, wenn es die Zeit erlaubt.
Nicht immer auf vollständig laden: Eine Batterie hält länger, wenn der Ladezustand meist zwischen 30 und 80 Prozent liegt. Tiefentladungen und dauerhaft hohe Ladezustände vermeiden.
Lange Standzeiten mit hohem Ladezustand vermeiden: Wer sein Elektroauto längere Zeit nicht nutzt, sollte es mit etwa 50 Prozent Ladung abstellen – das schont die Batterie.
Vor der Fahrt laden: Wenn die Batterie direkt vor der Fahrt lädt, hat sie eine schonende Betriebstemperatur. Außerdem wird die Batteriechemie entlastet. Quelle: t-online.de
Mobilität - E-Autos
Telekom.de - Ströer Digital Publishing GmbH (SDP)
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• Batterie / Akku
Die Hochvoltbatterie bzw. der Akku speichert Energie zwischen und gibt diese bei Bedarf wieder ab. Der Vorgang erfolgt durch einen chemischen Prozess. Derzeit verwenden die meisten Fahrzeughersteller und Zulieferer die Lithium-Ionen-Batterie mit Nickel-, Mangan- und Kobalt-Anteilen (NMC). Alternativ wird auf die Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LFP) gesetzt. Ab 2025 ist mit den ersten Feststoffakkus im Automobil zu rechnen.
Außerdem gibt es eine 12-Volt-Niedervoltbatterie, die das Hochvoltsystem des Autos vor Fahrtbeginn aktiviert und Verbraucher (Steuergeräte, Beleuchtung, Infotainment) mit Energie versorgen. Ohne Starterbatterie (leer oder defekt) kann ein E-Auto nicht gestartet werden.
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E-Auto-Batterien und 12-Volt-Autobatterien (Starterbatterie) arbeiten in zwei Richtungen. Sie können Elektrizität in vielen Wiederholungen erst aufnehmen und später wieder abgeben.
Jeder Akkumulator besteht aus zwei Elektroden. Sie befinden sich in einem Elektrolyt, der das leitende Medium darstellt. Der Elektrolyt kann flüssig sein, aber je nach Batterie-Typ auch aus Gel oder neuerdings aus einem Feststoff bestehen. Die beiden Elektroden (Anode und Kathode) werden durch eine poröse Wand, den Separator, voneinander getrennt. Sie verhindert, dass es zu einem Kurzschluss kommt. Während sich die Elektronen an der Anode sammeln, sind sie auf der Kathode in Unterzahl. Diese Differenz beschreibt die elektrische Spannung. Wird ein Verbraucher zugeschaltet, wandern die überschüssigen Elektronen über Kabel von der Anode zur Kathode. Der Strom fließt.
Durch den Wechsel der Elektronen zwischen den Elektroden entstehen Ladungsunterschiede an Anode und Kathode. Diese werden durch die Lithium-Ionen ausgeglichen. Sie bewegen sich vom Elektrolyt getragen durch den Separator. Wenn die Batterie geladen wird, dreht sich das Prinzip um. Der Ladestrom "schiebt" die gewanderten Elektronen und Ionen wieder zurück zur Anode. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine kompakte Bauform bei gleichzeitig hoher Kapazität aus.
Quelle: AutoBild
Renault Zoe Intens R135 Z.E. 50 - Motor 100 kW und Batterie 52 kWh
So liefert der Akku die Antriebsenergie fürs E-Auto
Matthias Brügge, Roland Wildberg, AutoBild
Batterien für Elektroautos: Faktencheck und Handlungsbedarf
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
Feststoffbatterien: E-Autos mit über 1.000 km Reichweite
und 500.000 km Lebensdauer möglich
VDI Verlag GmbH - VDI Verlag GmbH
Recycling von E-Auto-Batterien: aktuelle und neue Methoden
CRADLE - J. Fink Verlag GmbH & Co. KG
Konstruktion der Renault-Batterien
Die Lithium-Ionen-Batterie ist derzeit die Standardtechnologie für Elektrofahrzeuge.
Renault entscheidet sich in seinen E-Tech elektrischen Fahrzeugen für diese Technologie, da sie Kunden eine optimale technische Lösung mit maximalen Vorteilen bietet:
• hohe Energiedichte für eine große Reichweite
• Anlegen hoher Ladeleistungen für ein schnelleres Aufladen möglich
• konsistente Leistung unabhängig von der Temperatur und ohne Memory-Effekt
• Handhabung der Robustheit und Alterung der Batterie im Laufe der Zeit.
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Lithium-Ionen-Batterie
Quelle: Renault Deutschland AG
Die Konstruktion unserer Batterien
Renault Deutschland AG
| Die Batterie besteht aus mehreren Elementen, die ihre korrekte Funktionsweise sicherstellen:
Sicherheitselemente
Dank eines speziell entwickelten luftdichten Gehäuses kann eine elektrische Batterie von Renault nicht von selbst Feuer fangen. Bei Schäden oder einem Unfall helfen der Zugang für Feuerwehrleute und der SD-Schalter Feuerwehrleuten bei einem sicheren Eingriff.
Batteriemanagementsystem
Ein BMS gewährleistet die ordnungsgemäße Gesamtfunktion durch das Management wichtiger Elemente (Temperatur, Spannung usw.). Es schützt die Batterie und unterstützt ihre Arbeit.
Zelle
Eine Zelle ist die Schlüsselkomponente der Batterie. Sie besteht aus Elektroden und Elektrolyten und wandelt die während der chemischen Reaktion erzeugte Energie in elektrischen Strom um, der das Fahrzeug antreibt. Im Inneren der Module werden Hunderte von Zellen gruppiert.
Modul
Die Batterie besteht aus mehreren Modulen, die zusammengebaut und miteinander verbunden werden. Die Anzahl der Module wirkt sich auf die Größe der Batterie und damit die Reichweite aus.
Akku
Alle Komponenten der Batterie werden zusammen als "Akku" bezeichnet. Ihre Struktur ist auf zusätzliche Steifigkeit im Inneren des Fahrzeugs ausgelegt, wodurch die Sicherheit der chemischen und elektronischen Komponenten gewährleistet wird. |
E-Auto länger stehen lassen: Das müssen Sie beachten
EnBW - Energie Baden-Württemberg AG
So behandeln Sie Ihren E-Auto-Akku richtig
Dirk Baranek, LadeHero GmbH
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BatterieCheck |
Die Zahl zugelassener Elektrofahrzeuge in Deutschland wächst und mit ihr der Gebrauchtwagenmarkt. Und hier stellt sich die Frage, wie der Gesundheitszustand der Batterie nach mehreren Jahren Nutzung ist, denn das teuerste Bauteil des E-Autos bestimmt den Verkaufspreis.
Der BatterieCheck ermittelt in nur wenigen Minuten den Gesundheitszustand (SoH1 – State of Health) der Fahrzeugbatterie – neutral, präzise und ohne Fahrzeugbewegung. Er gibt einen klaren Score und einen vollständigen Report, der Sicherheit beim Handel, der Bewertung oder der Wartung der E‑ und Hybridfahrzeuge zeigt. TÜV NORD ist eines von fünf Unternehmen mit offizieller CARA-Zertifizierung2 in Europa.
Die Kapazität der Antriebsbatterie beeinflusst direkt Reichweite (WLTP-Reichweite3), Leistungsfähigkeit und den Fahrzeugwert. Faktoren wie Fahrverhalten, Temperaturschwankungen, Kilometerstand und Ladezyklen wirken sich langfristig auf die Batterie aus – eine regelmäßige Prüfung ist daher essenziell.
Der TÜV NORD bietet mit dem BatterieCheck mit Prüfbericht einen professionellen Batterietest für Elektrofahrzeuge an. Experten prüfen den Gesundheitszustand (State of Health) der Batterie mit modernster Diagnosetechnik und liefern klare, nachvollziehbare Ergebnisse. So erkennen Sie frühzeitig Defekte, vermeiden teure Folgeschäden und sichern langfristig die Zufriedenheit Ihrer Kunden.
1 Die gesundheitsbestimmenden Parameter einer Batterie sind ihre Nominalspannung in Volt (V), ihre Kapazität in Amperestunden (Ah) und die sich daraus ergebende speicherbare Energiemenge in Kilowattstunden (kWh). Diese Parameter verändern sich jedoch nicht nur durch die Nutzungsdauer, sondern auch durch Umgebungseinflüsse (z. B. Temperatur), Entladecharakteristik (Fahrprofil).
2 Battery Health Check CARA Approved® ist ein europäischer Standard der Car Remarketing Association Europe zur unabhängigen Bewertung des Zustands von Elektroauto-Batterien, oft genutzt für Gebrauchtwagen-Zertifikate (z. B. TÜV Nord).
3 Zur besseren Orientierung beim Kauf eines Elektrofahrzeugs ist ein in vielen Ländern einheitliches und für alle Hersteller verbindliches Reichweiten-Testverfahren eingeführt worden. Dabei kommt das WLTP-Verfahren zur Anwendung (Worldwide Harmonized Light Duty Test Procedure), mit dem die Normreichweite eines E-Autos ermittelt wird. Das vor einigen Jahren eingeführte Messverfahren ermöglicht es, realistischere Angaben zur Reichweite der Fahrzeuge machen und den Verbrauch von Fahrzeugen besser miteinander vergleichen zu können. Die WLTP-Reichweite entspricht allerdings nicht der tatsächlichen Reichweite.
Auf einen Blick
• Elektrofahrzeuge gewinnen rasant an Bedeutung – der Zustand der Batterie entscheidet über Reichweite, Sicherheit und Zuverlässigkeit.
• Kapazität und Leistungsfähigkeit werden oft unzureichend gemessen – Fehlbewertungen führen zu Kundenverlust, Reklamationen und Wertminderung.
• 44 % der Gebrauchtwagenkäufer wünschen sich ein Batteriezertifikat, um Kaufentscheidungen sicher zu treffen.
(Quelle: DAT Report 2025)
Die Traktionsbatterie ist die zentrale Komponente eines Elektroautos. Ihre kWh-Kapazität bestimmt direkt die Reichweite, Leistungsfähigkeit und den Restwert eines Fahrzeugs. Faktoren wie Ladezyklen, Schnellladen, Temperatur und Fahrverhalten beeinflussen den Kapazitätsverlust über die Zeit.
Die Vorteile auf einen Blick
• Schnell & effizient: Batteriecheck in wenigen Minuten
• Transparente Bewertung: State-of-Health klar und verständlich
• Verkaufsfördernd: Batteriezertifikat steigert Kundenzufriedenheit und Wiederverkaufswert
• CARA-zertifiziert: Offizielle Qualitätssicherung durch TÜV NORD
• Plug & Play & DSGVO-konform: Sicher, digital, ohne aufwändige Installation
• Flexibel für jede Zielgruppe: Autohaus, Werkstatt, Flottenmanagement oder Endkunden |
TÜV NORD BatterieCheck
TÜV NORD AG |
Bei meiner letzten TÜV-Hauptuntersuchung habe ich meiner ZOE einen BatterieCheck mit Prüfbericht spendiert.
Mit dem TÜV NORD BatterieCheck wird der Zustand der Elektroauto-Hochvoltbatterie über die Diagnoseschnittstelle – schnell, digital und ohne Fahrzeugbewegung geprüft.
Testablauf
1. Adapter anschließen – Verbindung über die OBD-Schnittstelle herstellen
2. Diagnose starten – Batteriedaten automatisiert auslesen.
3. State of Health (SOH) berechnen – Vergleich mit Referenzdaten.
4. Report erhalten – klarer Batterie-Score mit Bewertung. |
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Fahrzeug |
Batteriekapazität (SoH) |
FIN |
VF1AG................... |
81,72 % |
Kilometerstand |
69.133 km |
Datum |
17.4.2026, 12:44 |
Hersteller |
Renault |
Fahrzeugserie |
Zoe |
Fahrzeugmodell |
Zoe Ph2 (CaA/Neo) |
Baujahr |
2020. |
Kraftstoffart |
Electric |
Report ID |
5932..................... |
Adapter ID |
RED--4................. |
Geschätzte verbleibende Reichweite |
245 km |
WLTP Reichweite vergleichbare Fahrzeug |
300 km |
durchgeführt von Sven Kleine, MNNOTS - Garding - TÜV Nord |
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Messungen Hochspannungssystem
Zustand der Gesundheit > 81,72 %
Zustand der Ladung > 74.13 %
Temperatur der Batterie > 11,43 °C
Batteriespannung vom BMS > 375,40 V
Maximale Abweichung der Zellspannung > 14,70 mV
Batterie-Management-System
.CAN von EVC/HEVC
.Relais 4 Steuerausgang
Cluster
Kein Fehler
Sven Kleine, MNNOTS - Garding - TÜV Nord |
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| Batterie-Gesundheitscheck CARA-geprüft® |
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Der Batterie-Gesundheitscheck CARA-geprüft® (Battery Health Check CARA Approved® - BHC) zeigt den Zustand der Traktionsbatterie in Prozent im Verhältnis zur typgenehmigten nutzbaren Batterieenergie an. |
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Dieser Zustand wird vom Fahrzeugsystem, z. B. dem Batteriemanagementsystem, generiert bzw. berechnet und mithilfe eines Diagnosegeräts, das die Fahrzeugdaten ausliest, ermittelt. Weitere Annahmen können mithilfe von Algorithmen oder durch Vergleich von Fahrzeug- oder Batteriedaten mit externen Datenbanken getroffen werden, müssen jedoch während des Testprozesses spezifiziert werden. Während dieses Tests wird die Batterie nicht belastet (Laden/Entladen), und das betreffende Fahrzeug darf zur Ermittlung des Testergebnisses nicht gefahren werden.
Zusätzliche Daten wie die anfängliche WLTP-Reichweite und der Verbrauch können bereitgestellt werden, müssen aber den Angaben im Konformitätszertifikat (CoC) entsprechen.
Zukünftig sollte neben der Anzeige des prozentualen Zustands auch eine Anzeige erfolgen, die eine Bewertung des allgemeinen Zustands sowie des Nutzerverhaltens ermöglicht, da dieses die Batteriealterung beeinflusst. Die Bereitstellung solcher Informationen ist für Anbieter im Wettbewerb von Vorteil, wird aber noch nicht Teil des Zertifizierungsverfahrens 2023 sein.
Es ist zu beachten, dass der Basistest keine unabhängige Beurteilung des Batteriezustands darstellt, da er sich auf die vom OEM im BMS generierten Daten bezieht.
Der Premium-Batteriegesundheitsnachweis (BHC) gibt den Zustand der Traktionsbatterie in Prozent der typgenehmigten nutzbaren Batterieenergie an. Dieser Wert wird durch ein externes und unabhängiges Testverfahren ermittelt, das Fahrzeugdaten nutzt und die Batterie durch Laden, Entladen, Fahren oder den Betrieb fahrzeuginterner Verbraucher (z. B. Heizung oder Klimaanlage) belastet. Das Ergebnis basiert nicht auf dem vom Fahrzeug-Batteriemanagementsystem (BMS) geschätzten Zustand, sondern auf Algorithmen und Berechnungen des Anbieters.
Zusätzliche Daten wie die anfängliche WLTP-Reichweite und der Verbrauch können angegeben werden, müssen aber den Angaben im Konformitätszertifikat (CoC) entsprechen.
Aufgrund der Weiterentwicklung verfügbarer Technologien und der Marktabdeckung gebrauchter Elektrofahrzeuge (BEV) wird CARA die Anforderungen an den Premium-BHC in der Ausgabe 2024 dieses Dokuments festlegen. |
Battery Health Check CARA Approved®
Cara Europe
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Gesundheitszustand der Batterie |
Der Gesundheitszustand (SoH – State of Health) ist ein Maß, das den Grad der Verschlechterung und die verbleibende Kapazität der Batterie angibt. Einfach ausgedrückt beschreibt es den Unterschied zwischen dem Zustand einer neuen Batterie und dem Zustand einer gebrauchten Batterie. Typischerweise wird dies als Prozentsatz der anfänglichen Kapazität und Leistung dargestellt.
Kleine Einbußen bei der Akkukapazität gibt es immer wieder: Vor allem schadet schnelles Laden bei schlechtem thermischen Batteriemanagement der Batterie. Bei höheren Temperaturen hat dies unter anderem Auswirkungen auf Lithium-Ionen-Batterien – eine höhere Ladeleistung und eine geringere Verschlechterung. Aus diesem Grund heizen viele Elektrofahrzeuge ihre Batterien auf, bevor sie sie bei höheren Geschwindigkeiten aufladen. Im Winter, wenn die Außentemperaturen niedrig sind, kann dies im Hinblick auf die hohe Lebenserwartung der Batterie eines Elektrofahrzeugs von großer Bedeutung sein.
Die Ermittlung des SoH mittels Reichweite wird so berechnet:
"Reichweite aktuell“ (entsprechend dem derzeitigen Zustand der Batterie) dividiert durch "Reichweite Neuzustand“ – Ergebnis wird dann in Form eines Prozentwerts angegeben.
Entscheidend bei dieser Berechnungsmethode ist jedoch, dass derselbe Fahrstil als Grundlage für beide Werte her-angezogen wird.
Die gesundheitsbestimmenden Parameter einer Batterie sind ihre Nominalspannung in Volt [V], ihre Kapazität in Amperestunden [Ah] und die sich daraus ergebende speicherbare Energiemenge in Kilowattstunden [kWh]. Diese Parameter verändern sich jedoch nicht nur durch die Nutzungsdauer, sondern auch durch Umgebungseinflüsse (z. B. Temperatur), Entladecharakteristik (Fahrprofil).
Eine neue Methode bestimmt den Gesundheitszustand (SoH – State of Health) der Autobatterie in Sekunden und zeigt, ob eine Second-Life-Nutzung möglich ist. Das spart Ressourcen und könnte die Lebensdauer von Energiespeichern verlängern. Die präzise Bestimmung des Gesundheitszustands (State of Health, SoH) von Batterien ist essenziell für deren effiziente Nutzung in Elektrofahrzeugen und für eine nachhaltige Weiternutzung in Second-Life-Anwendungen. Während traditionelle Methoden zur SoH-Bestimmung oft zeitintensiv und ungenau sind, bietet die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) eine vielversprechende Alternative. Der Solartron Battery Analyzer von Ametek ist eine speziell entwickelte Lösung, die diesen Prozess erheblich beschleunigt.
Die EIS erstellt ein Impedanzprofil der Zelle über einen definierten Frequenzbereich. Dabei wird die Zelle mit einem Wechselstrom (AC) im Frequenzspektrum beaufschlagt und der ausgegebene Wechselspannungswert mit Betrag und Phasenwinkel gemessen. Aus diesen Daten ergibt sich die Impedanz an jedem Frequenzpunkt. Als weitere Daten erfasst das Messsystem die Leerlaufspannung und die Temperatur der Zelle. Unter Zuhilfenahme eines Modells lässt sich durch die gesammelten Datenpunkte dann der SoH der Zelle bestimmen.
Mit dem Solartron Battery Analyzer lässt sich die Prüfzeit, die benötigt wird, um den SoH einer Batteriezelle zu erfassen, signifikant verkürzen. Der SoH ist notwendig, wenn die Batterien in Second-Life-Anwendungen zum Einsatz kommen sollen. |
Gesundheitszustand der Batterie (SoH)
AVILOO GmbH
Batterieladezustand und Batteriegesundheitszustand:
Verständnis und Wartung
GYCX Solar
Elektroauto-Batterie: Lebensdauer, Garantie, Reparatur
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
State of Health: Batterie-Check in Sekunden
Elmar Neumann, Dr. Norbert Merl, Ametek | Ultima Media Germany GmbH
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• Elektromotor
Keine Zylinder, Kolben oder Abgase, denn der Motor eines E-Autos basiert auf Teilen, die aus elektrischem Strom mechanische Energie machen. Der Motor erzeugt mithilfe von Strom ein Magnetfeld am statischen Teil der Maschine (Stator), das durch seine Bewegung ein rotierendes Teil (Rotor) in Bewegung setzt und dadurch die Räder des Fahrzeugs antreibt. Zur Kühlung werden Luft- oder Wasserkühlungssysteme genutzt.
Gemeinsamkeiten aller Elektroautos
Elektromotoren arbeiten mit Spulen, die (so mit Strom versorgt) ein magnetisches Feld aufbauen. Dieses magnetische Feld im "Stator" (weil er relativ zum Fahrzeug steht) bewegt einen davon beeinflussten "Rotor" (weil er relativ zum Fahrzeug rotiert). Der Rotor liegt meistens innen, kann aber bei platten, breiten Bauformen wie etwa Radnabenmotoren genauso außen liegen. Es gibt elektrisch verschiedene Arten, Elektromotoren zu bauen, im E-Auto kommen jedoch heute nur noch Drehstrom-Motoren zum Einsatz.
"Drehstrom" bedeutet: Wechselstrom auf drei Phasen, mit jeweils um 120 Grad versetzten Spannungsamplituden. Drehstrom kennen Sie vielleicht aus der Haustechnik: drei Phasen mit 230 V gegen Neutralleiter (oder mit 400 V gegeneinander), jeweils um 120 Grad phasenverschoben zueinander, so schließt man in Deutschland Häuser ans Niederspannungsnetz an. Für eine gleichmäßige Drehmomentabgabe im Motorbetrieb werden die Phasen auf Spulen in Vielfachen von drei aufgeteilt und der Rotor in seinen Magnetisierungseigenschaften entsprechend angepasst.
Eine hohe Leistungsdichte wird erreicht, indem die Spulen möglichst dicht gewickelt werden, ohne sich kreuzende Drähte. Diese "Nutfüllung" soll hoch sein, weil sie das Leistungsverhalten des Motors bestimmt. Deshalb verwenden z. B. Porsche, BMW und Hyundai rechteckige Spulendrähte, was den Füllgrad von 45 bis 50 Prozent bei herkömmlicher Wicklung auf fast 70 Prozent steigert. Mit einem hohen Nutfüllungsgrad kann der Motor zudem Wärme besser ableiten.
Quelle: Clemens Gleich |
Motor 100 kW - Renault Zoe Intens R135 Z.E. 50
Quelle: Renault Deutschland AG
| Der Antrieb eines E-Autos mit der Renault E-Tech Technologie besteht aus einem Motor und einem Untersetzungsgetriebe, das den Antrieb des Fahrzeugs ermöglicht, indem es elektrischen Strom in mechanische Energie umwandelt, die auf die Räder übertragen wird. Der fremderregter Synchronmotor (Externally Excited Synchronous Motor, EESM) bietet ein hervorragendes Verhältnis zwischen Leistung und Größe mit einem hohen Wirkungsgrad von 91 %. Sein gewickelter Rotor hat daher keinen Permanentmagneten und benötigt keine seltenen Erden. Das Untersetzungsgetriebe bietet mit seinem großen Arbeitsbereich Linearität und Fahrkomfort bei jeder Geschwindigkeit.
Wie funktioniert ein Renault E-Tech elektrischer Motor?
Renault Deutschland AG |
Grundlagen-Technik im Elektroauto: Arten des Drehstrom-Motors
Clemens Gleich, Heise Medien GmbH & Co. KG
Was Sie über den Motor von Elektroautos wissen sollten
Imane Bensalah, Beev
So funktioniert der Elektromotor
SLH Smart Living Hub GmbH
• Leistungselektronik
Beim E-Antrieb ist die Leistungselektronik entscheidend für Effizienz, Komfort und Akustik. Durch sie kommunizieren Akku und Motor miteinander. Sie wandelt zudem den Strom so um, wie er gerade vom Motor benötigt wird. Die Leistungselektronik besteht aus einem sogenannten Inverter sowie einem Spannungswandler.
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HybridElektrofahrzeug Leistungselektronik
Leistungselektronik (Power Control Unit)
Krafthand Medien GmbH
Funktion
Der Inverter regelt und überwacht den Elektromotor und sorgt für die anforderungsgerechte Drehmomentversorgung und Drehzahlsteuerung des E-Antriebsstrangs. Außerdem wandelt der Inverter die Gleichspannung der Batterie in die vom Elektromotor benötigte Wechselspannung um. Optional kann mit einem integrierten Spannungswandler das Niedervolt-Bordnetz aus dem Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeugs versorgt werden.
Die Leistungselektronik ist eine Schlüsselkomponente jedes elektrifizierten Antriebs, denn sie versorgt nicht nur den Elektromotor mit Strom, sondern auch die Hochvoltbatterie, nämlich dann, wenn der Elektromotor als Generator arbeitet und Strom in die Batterie einspeist. Bei diesem als Rekuperation bezeichneten Prozess wandelt sie den vom Elektromotor erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom um und lädt damit die Batterie.
Eine Leistungselektronik ermöglicht auch das Rückwärtsfahren, indem sie die Polung umkehrt und damit die Drehrichtung des Elektromotors ändert.
Funktional ist die Leistungselektronik zwischen Hochvoltbatterie und E-Motor positioniert, unabhängig davon, wo das Steuergerät im Fahrzeug verbaut ist. Bei der Entwicklung sind neben der Funktionalität und Effizienz der Leistungselektronik der Platzbedarf und das Gewicht wichtige Kriterien.
Viele Systeme sind modular und skalierbar ausgelegt, sodass sie in verschiedenen Ausbaustufen in einem breiten Fahrzeugspektrum zum Einsatz kommen können. Damit Elektroautos und Hybridfahrzeuge mit einem besonders hohen Wirkungsgrad betrieben werden können, ist es notwendig, nicht nur die Temperatur des Elektromotors und der Batterie, sondern auch die der Leistungselektronik in einem wirkungsgradoptimalen Temperaturbereich zu halten. Um das zu gewährleisten, wird ein leistungsstarkes Thermo-Management-System benötigt, das die Komponenten entsprechend kühlt und im optimalen Temperaturfenster hält. Quelle: AAMPACT e.V.
Leistungselektronik
AAMPACT e.V.
Leistungselektronik: Richtiger Takt entscheidend
Andreas Neemann, ZF Friedrichshafen AG
Leistungselektronik im Elektroauto
Querom Elektronik GmbH
• Batteriemanagementsystem (BMS)
Das Batterie Management System (BMS) ist der Kommunikationsassistent für intelligente Batteriesysteme. Es hat alle Parameter der Batterie im Auge und greift bei Bedarf ein. Um die Akkumulatoren zu schützen, kann das BMS den Stromkreis unterbrechen und einen Ladeausgleich durchführen. Die Einsatzbereiche für Batterie Management Systeme sind überall da, wo intelligente Batteriesysteme gebraucht werden. Zum Beispiel um die Leistungsfähigkeit zu steigern oder die Langlebigkeit zu unterstützen.
Die Hauptfunktionen eines Batteriemanagementsystems
Die Hauptfunktionen eines Batteriemanagementsystems sind Überwachung, Zustandsschätzung, Zellausgleich, Energiemanagement, Wärmemanagement, Schutz und Kommunikation.
Überwachung
Ein Batteriemanagementsystem überwacht Spannung, Strom und Temperatur, um sicherzustellen, dass die Batterie innerhalb ihres sicheren Betriebsbereichs arbeitet.
Zustandsschätzung
Eine wichtige Funktion eines Batteriemanagementsystems ist die Zustandsschätzung, insbesondere die Schätzung des Ladezustands (SOC), des Gesundheitszustands (SOH), des Energiezustands (SOE) und des Leistungszustands (SOP). Der SOC ist eine normierte Größe, die angibt, wie viel Ladung noch in der Batterie vorhanden ist. Er ist definiert als Verhältnis zwischen der maximalen Ladungsmenge, die der Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt entnommen werden kann, und der Gesamtkapazität. Die Methoden zur Schätzung des SOC reichen von einfacher Stromintegration (Coulomb-Zählung) und Spannungsüberwachung bis hin zu komplexen modellbasierten und datengesteuerten Methoden wie Kalman-Filter und neuronale Netze.
Zellausgleich
Im Laufe der Zeit können einzelne Zellen in einem Akkupack aufgrund von Schwankungen in der Herstellung, in der Nutzung oder der Temperaturbedingungen unterschiedliche Ladezustände aufweisen. Ein Batteriemanagementsystem gleicht die Ladung zwischen den Zellen aus, um sicherzustellen, dass alle Zellen den gleichen Ladestand haben, und maximiert so die Kapazität und Lebensdauer der Batterie. Zwei gängige Ansätze für den Zellausgleich sind der passive Ausgleich und der aktive Ausgleich.
Energiemanagement
Ein Batteriemanagementsystem überwacht und steuert den Energiefluss zu und von einem Batteriepack. Während des Ladevorgangs verhindert das Batteriemanagementsystem sowohl Überströme als auch Überspannungen. Der Konstantstrom-Konstantspannungs-Algorithmus (CC-CV) ist ein gängiges Batterieladeverfahren, das in einem Batteriemanagementsystem verwendet wird. Während der Konstantstrom-Ladephase wird der Ladestrom konstant gehalten und die Batteriespannung schrittweise erhöht. In der Phase des Konstantspannungsladens wird die Ladespannung konstant gehalten und der Batteriestrom fällt allmählich ab.
Wärmemanagement
Die Temperaturkontrolle ist bei Batterien von entscheidender Bedeutung, da hohe Temperaturen die Lebensdauer der Batterien erheblich verkürzen und niedrige Temperaturen die nutzbare Kapazität und Energie verringern sowie die Ladegeschwindigkeit der Batterien beeinflussen. Dabei ist es wichtig, dass ein Batteriemanagementsystem Heizungen oder Kühler aktivieren kann, um die Temperatur innerhalb eines sicheren Bereichs zu halten. Mit Simscape Battery können Sie einen Lade- und Entladezyklus für eine Batteriemodulbaugruppe modellieren und dabei die Zelltemperatur überwachen und die Kühlung aktivieren.
Schutz
Ein Batteriemanagementsystem gewährleistet den Schutz vor schädlichen Einflüssen auf die Batterie, wie z. B. Überladung, Überentladung, Überstrom und Übertemperatur. Solche Situationen müssen unbedingt vermieden werden, um Schäden an den Batteriezellen zu vermeiden und die Sicherheit des Benutzers zu gewährleisten.
Kommunikation
Ein Batteriemanagementsystem kommuniziert mit externen Geräten oder Systemen, liefert Echtzeitinformationen über den Zustand der Batterie und empfängt Anweisungen für das Energiemanagement.
Durch die Erfüllung der oben genannten Hauptfunktionen gewährleistet ein optimal konzipiertes Batteriemanagementsystem maximale Leistung, einen sicheren und zuverlässigen Betrieb und eine optimale Lebensdauer unter verschiedenen Lade- und Entlade- sowie Umweltbedingungen.
Quelle: The MathWorks, Inc
Einführung in Batteriemanagementsysteme (BMS)
The MathWorks, Inc.
Battery Management System
e.battery systems AG
Batteriemanagementsysteme (BMS) für den Automotive-Einsatz
Infineon Technologies AG
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Thermomanagement-System
Ein Elektro-Fahrzeug kann nur mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden, wenn die Temperatur des E-Motors, der Leistungselektronik und der Batterie in einem optimalen Temperaturbereich gehalten wird. So müssen E-Motor und Leistungselektronik stets gekühlt werden, während die Batterie situationsbedingt entweder gekühlt oder beheizt werden muss. Für die Kühlung der Li-Ionen-Batterie und der Leistungselektronik von E-Fahrzeugen müssen Temperaturen unter 40 °C realisiert werden. Um das zu erreichen, bedarf es eines ausgeklügelten Thermomanagement-System.
Die Batteriekühlung ist Teil des Batterie-Thermomanagementsystems (BTMS) im Fahrzeug. Das BTMS umfasst die Baugruppe zum Kühlen und Heizen als auch die Betriebsstrategie, die Regelung und die Software zur thermischen Betriebsführung. Es besitzt große Schnittstellen zum Thermomanagement des Gesamtfahrzeugs: Dieses entscheidet unter anderem, wie viel Kühlleistung zur Batteriekühlung und wie viel zur Innenraumklimatisierung genutzt wird oder ob Abwärme der Batterie als Wärmequelle für eine Wärmepumpe zum Innenraumheizen genutzt werden kann. |
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Thermomanagement
Quelle: AAMPACT e.V.
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Das Thermomanagement wird für die Steuerung von Wärmeströmen in Fahrzeugen eingesetzt. Dem Thermomanagement kommt insbesondere bei Elektro-Fahrzeugen eine hohe Bedeutung zu. Denn damit ein Elektro-Fahrzeug mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann, ist es notwendig, die Temperatur des E-Motors, der Leistungselektronik und der Batterie in einem optimalen Temperaturbereich zu halten. Und genauso wie bei Fahrzeugen, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden, spielt auch das Heizen und das Kühlen des Innenraums eine wichtige Rolle. Um diesen umfangreichen Anforderungen gerecht zu werden, wird ein leistungsfähiges Thermomanagement-System benötigt.
Die Funktion
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor produzieren aufgrund ihres geringeren Wirkungsgrades viel Abwärme, die genutzt wird, um bei Bedarf den Innenraum zu heizen. Elektrische Antriebe geben wegen ihres hohen Wirkungsgrades nur wenig Verlustwärme an die Umgebung ab. Um das Auto bei niedrigen Außentemperaturen zu beheizen oder auch die Scheiben entfrosten zu können, sind deshalb Zusatzheizungen notwendig. Heizung und Klimaanlage stellen bei Elektro-Fahrzeugen allerdings Verbraucher dar, die sich aufgrund ihres hohen Energieverbrauchs erheblich auf die Reichweite auswirken können. Schließlich muss die Batterie des Elektro-Fahrzeugs die Versorgung dieser zusätzlichen Verbraucher übernehmen. Thermomanagementsysteme in Elektrofahrzeugen sind in der Regel komplexer als in herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. So müssen E-Motor und Leistungselektronik stets gekühlt werden, während die Batterie situationsbedingt entweder gekühlt oder beheizt werden muss. Zudem steht zum Heizen der Kabine keine Abwärme eines Verbrennungsmotors mehr zur Verfügung. Hier werden energieeffiziente Maßnahmen wie etwa eine Wärmepumpe eingesetzt. Für das Bereitstellen der benötigten Temperaturen müssen Kältekreislauf und Kühlkreislauf optimal zusammenspielen. Je nach Heiz- bzw. Kühlbedarf ergeben sich verschiedene Betriebsmodi, die auch Änderungen der Verschaltung der beiden Kreisläufe nach sich ziehen.
Der Kühlkreislauf
Im Kühlkreislauf wird Kühlwasser von einer Pumpe umgewälzt. Das Kühlwasser transportiert Wärme von dort, wo sie erzeugt wird, zu der Stelle im Fahrzeug, wo sie benötigt wird. Durch die hohe spezifische Wärmekapazität kann das Kühlwasser auf sehr kleinem Raum viel Wärme aufnehmen, was beispielsweise für die effektive Kühlung des Motors oder der Batterie notwendig ist. Ebenso kann Wärme mit Kühlwasser sehr flexibel im Fahrzeug verteilt werden. Nimmt Kühlwasser Wärme auf, steigt dessen Temperatur und muss in einem Wärmetauscher gekühlt werden.
Der Kältekreislauf
Im Kältekreislauf zirkuliert ein Kältemittel, das sowohl flüssig als auch gasförmig sein kann. Durch den Übergang von flüssigem in gasförmiges Kältemittel ("Verdampfung") wird eine Kälteleistung erzeugt, die eine Kühlung auch unterhalb der Umgebungstemperatur ermöglicht. Dieses bekannte Prinzip zur Klimatisierung der Kabine im Sommer wird auch verwendet, um die Batterie bei sehr hohen Außentemperaturen zu kühlen. Die beim Übergang von gasförmigem in flüssiges Kältemittel ("Kondensation") freiwerdende Wärme kann darüber hinaus im Winter zum Heizen der Kabine verwendet werden. Angetrieben wird der Kältekreislauf von einem elektrischen Klimakompressor, der das Kältemittel auf den gewünschten Druck verdichtet, so dass Verdampfung und Kondensation bei der jeweils gewünschten Temperatur stattfinden.
Quelle: AAMPACT e.V. |
Thermomanagement für Elektrofahrzeuge
AAMPACT e.V.
Thermomanagement
AAMPACT e.V.
Thermomanagement in Elektro- und Hybridfahrzeugen
HELLA GmbH & Co. KGaA.
Batteriekühlung in Elektrofahrzeugen
Dr.-Ing. Andreas Varchmin, TLK Energy GmbH
Thermomanagement in Elektro- und Hybridfahrzeugen
MAHLE Aftermarket GmbH |
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Second Life Batterie
Als "Second Life" wird die "Wiederverwendung" von gebrauchten Akkumulatoren bezeichnet. Meist wird dies mit einer "Umwidmung" kombiniert, da die Batterien z. B. aus Elektrofahrzeugen stammen und im zweiten Leben in stationären Anlagen zur Speicherung elektrischer Energie eingesetzt werden. |
 Second-Life-Batterienutzung
Quelle: Sebastian Schaal, electrive.net
Battery2Life: EU-Projekt will
Second-Life-Batterienutzung vereinfachen
Sebastian Schaal, electrive.net - RABBIT PUBLISHING GmbH |
Bei den derzeitigen kostspieligen Recyclingverfahren lohnt sich eine Weiterverwendung der Batterien. Außerdem können die ausgemusterten E-Auto-Akkus immer noch eine beträchtliche Menge an Energie speichern. Das gilt vor allem dann, wenn man mehrere von ihnen zu einem großen, stationären Stromspeicher zusammenschaltet. Diese können beispielsweise Strom aus Photovoltaik-Freiflächenanlagen und Windparks sowie Haus-PV-Anlagen speichern und fungieren als "Puffer" zwischen Erzeugung und Verbrauch. Sie helfen die erneuerbaren Energien ins Stromnetz zu integrieren und sorgen für eine sichere Energieversorgung, auch dann, wenn Sonne und Wind (Dunkelflaute) mal Pause machen. |
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Wenn das Ende der Nutzungsdauer der Elektroautobatterien erreicht ist, stehen die Automobilunternehmen vor der Entscheidung, ob diese in eine Zweitverwendung überführt werden sollen. Eine Alternative zum Recyceln der Batterien ist, sie zu analysieren und für Anwendungen zu nutzen, in denen sie weniger Belastungen ausgesetzt sind.
Eine stationäre Anwendung, bei der die
Batterie in der Regel in einer kontrollierten Umgebung mit geringeren Leistungsanforderungen als im Fahrzeug ge- und entladen wird, ist eine machbare Lösung, mit der der Recyclingprozess herausgezögert bzw. die Lebensdauer der Batterie um 15- 20 Jahre verlängert werden.
Die Batterien werden zum einen gemäß der geltenden Richtlinien für den Transport geprüft. Zum anderen werden die Speicher immer anwendungsspezifisch entwickelt, geprüft und ggf. zertifiziert. Dies bedeutet das eine Batterie aus einem Elektrofahrzeug nicht zwangsläufig alle Normen-Anforderungen einer stationären Batterie erfüllt. Auch wenn die durchgeführten Tests zum Teil ähnlich sind, werden diese mit unterschiedlichen Prüfparametern durchgeführt. Damit ist die Batterie nicht zwangsläufig unsicher, aber eine fundierte Risikoanalyse ist in jedem Fall notwendig.
In der Anwendung selbst, z. B.als Großspeicher, gibt es keinen Unterschied zu neuen Batterien was deren notwendige Tests und Sicherheitsmaßnahmen angeht. Die Anforderungen an die Sicherheit der Batterie und daraus abgeleitete Maßnahmen bestehen auch bei der Zweitverwendung.
Die Zweitverwendung von einzelnen Zellen aus Batteriepacks ist aufgrund der unterschiedlichen Belastung und der dadurch notwendigen Analysetätigkeiten nicht sinnvoll. Zudem sind diese gemäß der aktuellen Normungslandschaft nicht abbildbar, da aufgrund der Inhomogenität (Ungleichartigkeit) keine gleichmäßigen Produkte für die Zertifizierung zur Verfügung gestellt werden können. Quelle: Patrick Heininger, Patrick Zank, VDE Renewables GmbH |
Second Life Batterien
Patrick Heininger, Patrick Zank, VDE Renewables GmbH |
Seniorenheim für Autoakkus
Auf dem Betriebsgelände des EnBW-Heizkraftwerks in Heilbronn haben Audi und EnBW einen Batteriespeicher aus ausgemusterten Elektroauto-Batterien errichtet. Die Akkus stammen aus einer Testflotte des Audi-Elektro-Fahrzeugs "e-tron" und verfügen noch über hohe Kapazitäten. "In der Regel haben die Batterien eine deutlich längere Lebensdauer als die Fahrzeuge selbst", erklärt Daniel Bahro, Manager Recycling und Second Use Batteriesystemlösungen bei der EnBW.
In einem Container des Stromspeichers sind mehrere der Elektroauto-Akkus miteinander verbunden. Das Innere eines Containers gleicht einem Schubladenschrank oder einem Regal. Jeder Akku hat hier seinen festen Platz, wird per Gabelstapler in den Container gehoben und lässt sich bei Bedarf schnell wieder abklemmen und ersetzen – etwa dann, wenn seine Leistungskapazität endgültig erschöpft ist.
Stark im Verbund: 12 Batterien versorgen Haushalte mit Strom
Intern bezeichnet das Projektteam von Audi und EnBW den Referenzspeicher in Heilbronn auch gerne scherzhaft als "Seniorenheim für Autoakkus". Am Ende ihres anstrengenden "Berufslebens" als Energiezentrale eines Fahrzeugs sei den Batterien hier ein vergleichsweise entspannter Lebensabend sicher: "Die Beanspruchungen sind hier nicht mehr so hoch wie im mobilen Einsatz, wo beim Beschleunigen viel Energie sehr schnell fließen muss", erklärt der Experte. Trotzdem sind auch die gebrauchten Batterien noch stark – vor allem im Verbund: Zwölf in einem Container zusammengeschaltete "Oldie-Akkus" bringen es immerhin auf eine Gesamtleistung von rund einem Megawatt (MW) – das reicht, um zumindest kurzfristig einige Hundert Haushalte gleichzeitig mit Strom zu versorgen, bis die Batterien entladen sind. Quelle: EnBW Energie Baden-Württemberg AG |
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Das Herzstück der in Heilbronn derzeit getesteten Speicher sind ausgemusterte Batterien aus Elektroautos von Audi. Zwölf zusammengeschaltete „Second-Life-Batterien“ finden in einem Container Platz.
EnBW Energie Baden-Württemberg AG
ECO*Journal - Second-Life-Batterien:
Stromspeicher aus gebrauchten E-Auto-Akkus
EnBW Energie Baden-Württemberg AG
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Das zweite Leben der Hochleistungsbatterien verringert den Ressourcenverbrauch stark. Nach intensiver Prüfung werden sie Teil neuer Produkte. Zusammen mit einer speziell entwickelten Software stehen Privatpersonen und Unternehmen Stromspeicher für zwei Bereiche zur Verfügung: Der kleinere Hexagon optimiert den Eigenverbrauch, der größere Quadragon kompensiert den Nachtstrom in Energieerzeugungsanlagen und eignet sich für gewerbliche bzw. industrielle Anwendungen. |
Hexagon
Der Hexagon mit bis zu 72 kWh optimiert den Eigenverbrauch in privaten und kleineren gewerblichen Bauten.
Quelle: ATEC GmbH & Co. KG, Neu Wulmstorf, NAEXT GmbH, Enerparc AG
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Quadragon
Der Quadragon wurde ursprünglich für die Nachstromkompensation in Solarparks entwickelt, bietet darüber hinaus aber auch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
Quelle: ATEC GmbH & Co. KG, Neu Wulmstorf, NAEXT GmbH, Enerparc AG
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Das Modell Hexagon punktet mit den integrierten Funktionen wie Inselfähigkeit, EV-Charging, Cloud-Anbindung oder Nulleinspeisung. Zudem lässt sich ein E-Auto direkt und ohne Wallbox laden. Bis zu 72 kWh Kapazität und maximal 22 kW Dauerleistung sind nur einige der relevanten Features. |
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Der Quadragon optimiert unter anderem den Betrieb von Solarparks, BHKW oder Windenergieanlagen. Das Speichersystem vermeidet den Bezug von Strom aus dem Netz und kann je nach Bedarf Mehr- oder Mindermengen der verkauften Energie ausgleichen. Angegeben wird eine Kapazität bis zu 648 kWh. Außerdem lassen sich kundenspezifische Lösungen realisieren. |
Neue Prdukte (Hexagon - Quadragon) für die Klimawende
ATEC GmbH & Co. KG Abgas-Technologie
Stromspeicher (Hexagon - Quadragon) mit Gebraucht-Akkus
wattsup.de - Holzmann Medien GmbH & Co. KG |
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Stromspeicher mit Gebraucht-Akkus
wattsup.de - Holzmann Medien GmbH & Co. KG
Second-Life-Batterien: Stromspeicher aus gebrauchten E-Auto-Akkus
EnBW Energie Baden-Württemberg AG
Gebrauchte Elektroauto-Batterie als Hausspeicher
elektroauto-news.net - SH Webdienstleistungsgesellschaft mbH |
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E-Auto-Batterie-Recycling
Wenn die Akkus für den Einsatz im Auto nicht mehr leistungsfähig genug sind, sind keineswegs wertlos. In der Regel haben sie dann nach mehreren Tausend Ladezyklen (je nach Akkutyp und Zellchemie) immer noch einen Energieinhalt von 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Es ist deshalb weder ökonomisch noch ökologisch sinnvoll, sie in diesem Zustand zu recyceln. Die Akkus können im sogenannten Second Life (zweites Leben) im stationären Betrieb weiterverwendet werden.
Bei den derzeitigen kostspieligen Recyclingverfahren lohnt sich eine Weiterverwendung der Batterien. Das gilt vor allem dann, wenn man mehrere von ihnen zu einem großen, stationären Stromspeicher zusammenschaltet. Der stationäre Betrieb hat den Vorteil, dass die Batterie weit weniger gestresst wird als im Auto mit seinen stetigen Beschleunigungs- und Rekuperationsphasen. Der stationäre Betrieb verläuft auch deutlich gleichmäßiger, und das Laden sowie Entladen erfolgt nur langsam, also deutlich schonender für die Batterie.
Aber irgendwann haben auch diese Batterien keine ausreichende Kapazität (<30 %) und werden dann End-of-Life-Batterien. |
So sieht der Lebenszyklus einer E-Auto-Batterie aus
Elektroauto-Akkus: So funktioniert das Recycling
Wolfgang Rudschies, ADAC e. V.
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Nicht mehr nutzbare End-of-Life-Batterien werden nicht einfach deponiert oder verbrannt, sondern recycelt. Die wichtigsten Methoden dafür sind:
• Einschmelzen: Dabei macht man sich die unterschiedlichen Schmelzpunkte der enthaltenen Metalle zu Nutze und verflüssigt sie so nacheinander.
• Schreddern und mechanisch bzw. chemisch trennen: Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass nicht nur Metalle recycelt werden können, sondern z. B. auch Elektrolyte und Kunststoff.
Die in einem Akku enthaltenen Rohstoffe sind viel zu wertvoll, um sie ungenutzt zu lassen. Eine Antriebsbatterie enthält im Gehäuse zwar sehr viel Aluminium, Stahl und Kunststoffe, im Inneren aber auch Anteile an Lithium, Mangan, Kobalt, Nickel. und Kupfer.
In einem rund 400 kg schweren Lithium-Ionen-Akku mit 50 kWh Kapazität stecken aktuell etwa
8 kg Lithium | 12 kg Mangan | 9 kg Kobalt | 41 kg Nickel | 71 kg Grafit
Die Anteile an Metallen im Gehäuse betragen
22 kg Kupfer | 126 kg Aluminium | 3 kg Stahl
Dazu können 37 kg Elektrolyt und 21 kg Kunststoffe recycelt werden. |
Kommt nun Bewegung ins Batterierecycling?
Circular Economy und circulareconomy.de |
Das Recycling von Traktionsbatterien ist noch weitgehend ungeklärt. Bei Lithium-Ionen-Batterien kann allenfalls ein Teil der metallischen Rohstoffe recycelt werden. Mit der Batterieverordnung und dem Batteriepass versucht die EU nun, einen Prozess hin zu kompletter Wiederverwertung oder Wiederverwendung anzustoßen und zu beschleunigen. |
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Die Verwertungsquote der Rohstoffe von Nutzfahrzeugbatterien
Neues Leben für alte Hochvolt-Batterien
Christer Killgren, TRATON SE
Die neue Europäische Batterieverordnung und Batteriegesetz ist am 17. August 2023 in Kraft getreten. Ziel der Verordnung ist es, die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu schützen sowie einen funktionierenden Wirtschaftskreislauf hinsichtlich der Rücknahme von Batterien, des Recyclings von Batterierohstoffen und deren Wiederverwertung zu befördern.
Die Eckpunkte der neuen EU-Batterie-Verordnung lauten:
• Neu produzierte Batterien müssen einen Mindestanteil von recyceltem Material enthalten. Die Quoten werden angehoben.
• Die Recyclingquote für Batterien wird von 50 auf 90 Prozent erhöht. Neue Batterien müssen einen bestimmten Anteil an recycelten Materialien enthalten, der je nach Rohstoff bis 2036 schrittweise angehoben wird. Hersteller müssen die Qualität und die Lebensdauer ihrer Batterien nachweisen und offenlegen.
• Ab 2025 müssen Batterien einen CO2-Fußabdruck ausweisen, der unter festgelegten Grenzwerten liegen muss.
• Ab 2027 müssen Batterien einen Batteriepass mit einem QR-Code haben, der Informationen über die Zusammensetzung und die Zerlegung der Batterie enthält.
Recycling von E-Auto-Batterien: aktuelle und neue Methoden
CRADLE - J. Fink Verlag GmbH & Co. KG
Lithium-Ionen-Akku Entsorgung - umweltgerecht und sicher mit RETRON
RETRON GmbH
Entsorgung von E-Autos: Wer trägt die Verantwortung?
REMONDIS Industrie Service GmbH & Co. KG
Entsorgung Hochvolt-Systeme
PRIOREC® GMBH
Rechtliche Grundlagen der Entsorgung von Elektro-Altfahrzeugen
Regina Kohlmeyer, Umweltbundesamt |
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Besonderheiten |
Ein Elektroauto (BEV [Battery Electric Vehicle]) wird von einem Elektromotor angetrieben und arbeitet fast geräuschlos. Es gibt aber noch weitere Besonderheiten.
>>>> hier ausführlicher <<<< |
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Hybridauto |
Im Hybridauto werden zwei unterschiedliche Antriebe vereint. Zur Zeit ist die gängigste Kombination die Verbindung eines Elektromotors mit einem Verbrennungsmotor (Benzin, Diesel), die es in drei parallele Hybrid-Antriebsarten (Mild-Hybrid [MHEV - mild hybrid electric vehicle], Voll-Hybrid [SHEV - strong Hybrid Electric Vehicle], Plug-in-Hybrid [PHEV - Plug-in Hybrid Electric Vehicle]) gibt. |
Plug-in-Hybrid-Auto
Quelle: EnBW Energie Baden-Württemberg AG
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Hybridautos sind ein Kompromiss aus klassischem Verbrenner und Elektroauto (EV - Electric Vehicle). Sie sind sparsamer und umweltfreundlicher als reine Benziner oder Diesel-Fahrzeuge. Da sie jederzeit schnell Benzin oder Diesel tanken können, spielt die Reichweite gegenüber einem reinen E-Auto mit längerer Ladezeit keine Rolle.
Ein Vollhybrid-Auto gewinnt Energie für den Elektromotors durch die Rekuperation (Rückgewinnung) beim Bremsen. Das Auto kann nur wenige Kilometer ohne Verbrennungsmotor fahren.
Im Unterschied zum Vollhybrid haben Plug-in-Hybrid-Autos eine wesentlich größere Antriebsbatterie, die per Stromkabel von außen geladen wird. Mit solchen Autos kann man mit dem E-Motore nur zwischen 40 und 60 Kilometer weit fahren. Deshalb werden diese Fahrzeuge aber unter bestimmten Voraussetzungen wie Elektroautos staatlich gefördert. |
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Plug-in-Hybrid, Vollhybrid, Mild-Hybrid - Unterschiede und Gemeinsamkeiten
MeinAuto GmbH
Autos mit Hybridantrieb: verschiedene Arten im Vergleich
DA Deutsche Allgemeine Versicherung Aktiengesellschaft
Hybridautos – Was genau ist Hybrid?
EnBW Energie Baden-Württemberg AG |
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Mild-Hybrid (MHEV [mild hybrid electric vehicle]) |
Mild-Hybrid-Auto
Quelle: MeinAuto GmbH
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Der Antrieb eines Mild-Hybrid-Autos wird von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor gemeinsam übernommen. In einem Mild-Hybrid ist der Verbrennungsmotor so dimensioniert, dass er das Auto auch ohne Unterstützung allein antreiben kann. Die Unterstützung durch den Elektromotor bewirkt einen geringeren Kraftstoffverbrauch und in manchen Fahrsituationen eine höhere Leistung. Die Batterie des Mild-Hybrids wird nur durch den Betrieb des Elektromotors als Generator aufgeladen. Eine externe Aufladung ist nicht notwendig bzw. nicht möglich. |
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Ein Mild-Hybrid-Auto hat eine relativ kleine Batterie mit einer Spannung von in der Regel 48 Volt nutzt. Die Batterie wird durch die Umwandlung von Bewegungsenergie aus dem Verbrennungsmotor in Strom und Rekuperation geladen. Die Rekuperation findet während des Bremsvorgangs statt, der Elektromotor arbeitet als Generator. Er nimmt die Bewegungsenergie des Fahrzeugs auf und wandelt sie in elektrischen Strom um, der dann in die Batterie fließt. Diese gespeicherte Energie kann später genutzt werden, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen und den Kraftstoffverbrauch um durchschnittlich etwa 15 % zu reduzieren.
Weitere nützliche Funktionen sind die Start-Stopp-Funktion in dem der Verbrennungsmotor automatisch ausgeschaltet wird, wenn er nicht benötigt wird, z. B. beim Rollen ohne Beschleunigung und die elektromotorische Unterstützung, in dem der Elektromotor beim Starten des Fahrzeugs und bei hoher Beschleunigung hilft. Er ermöglicht jedoch keine längeren rein elektrischen Fahrten, da die Batterie klein ist. Qelle: MeinAuto GmbH |
Was bringt die Mildhybrid-Technik?
Jürgen Voigt, autozeitung.de - Bauer Xcel Media Deutschland KG |
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Voll-Hybrid (SHEV [strong Hybrid Electric Vehicle]) |
Voll-Hydridantrieb
Quelle: Empa
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Ein Voll-Hydrid ist gegenüber dem Mild-Hydrid, der eigentlich kein Hybrid ist, ein echter Hybridantrieb. Er kann einzeln mit dem Verbrennungsmotor oder Elektromotor und auch mit beiden Antrieben gleichzeitig fahren.
Mit dem Elektromotor können nur sehr kurze Distanzen zurückgelegt werden, aber er unterstützt den Verbrennungsmotor beim Anfahren. Die einzige Option, einen Voll-Hybriden aufzuladen, wenn sich der Akku-Ladestand verringert, ist, die Bremsenergie (Rekuperation) zu nutzen. Der Elektromotor fungiert als Generator und führt der Batterie den Strom zu, in der er gespeichert wird.
Das Aufladen des Akkus an einer Steckdose ist nicht möglich.
Da die elektrische Reichweite sehr gering ist, werden die Modelle nicht in die E-Auto Klasse eingestuft und sind deswegen nicht förderfähig.
Vollhybrid
Dennis Paschke - green-motors.de |
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Plug-in-Hybrid (PHEV [Plug-in Hybrid Electric Vehicle]) |
Plug-in-Hydridantrieb
Quelle: Empa
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Plug-in-Hybridautos (PHEV [Plug-in Hybrid Electric Vehicle]) sind ein Kompromiss aus klassischem Verbrenner und Elektroauto (EV - Electric Vehicle). Sie sind sparsamer und umweltfreundlicher als reine Benziner oder Diesel-Autos. Das Plug-in-Hybridauto hat einen Benzin- oder Dieselantrieb (auch Erdgas oder Biogas ist möglich) und einen Elektroantrieb sowie einen Kraftstofftank und eine oder mehrere Batterien.
Das Auto kann entweder von einer oder beiden Quellen angetrieben. Bei einigen Hybridauto-Varianten ist es nicht möglich, nur den Elektromotor zu nutzen. In diesen Fällen werde die Verbrennungsmotoren lediglich von den E-Motoren unterstützt.
Im Hybrid-Verbrennermodus wird mit einer ungeladenen Batterie im Hybrid-Modus gefahren. Der elektrische Antrieb beschränkt sich auf die während der Fahrt gewonnene Rekuperationsenergie. |
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Was ist eigentlich ein Plug-in-Hybrid?
Mercedes-Benz Group AG
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Plug-in-Hybridautos haben gegenüber dem Voll-Hybridauto eine wesentlich größere Antriebsbatterie, die mit einem Ladekabel von außen geladen (Haushaltssteckdose oder Wallbox) werden kann und kann rein elektrisch zwischen 40 und 100 Kilometer weit gefahren werden. Deshalb werden diese Autos unter bestimmten Voraussetzungen wie Elektroautos staatlich gefördert.
Vorteile von Plug-in-Hybridautos
• weniger Kraftstoffverbrauch als herkömmliche Verbrenner-Autos (je nach Stärke des E-Motors und Größe der Batterie sind Einsparungen von 15 bis 25 % möglich)
• weniger Schadstoffausstoß (CO2) – in der Stadt im Elektrobetrieb
• leiser Fahren in der Stadt im Elektrobetrieb
• beschleunigen schneller als reine Dieselautos oder Benziner
• niedriger Verschleiß
Nachteile von Plug-in-Hybridautos
• in der Anschaffung teurer als Autos mit Verbrennungsmotor
• Lebensdauer der Batterie und Reichweite sind begrenzt
• hohes Fahrzeuggewicht mit zwei Motoren, dadurch ein höherer Kraftstoffverbrauch als bei einem Dieselfahrzeug und Benziner
• weniger Stauraum, die Batterie und zwei Motoren brauchen viel Platz
• immer noch abhängig von fossilen Brennstoffen |
Das sollten Sie über Plug-in-Hybride wissen
Christiane Köllner, Springer Professional - Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Plug-in-Hybrid-Autos: Modelle, Reichweiten, Kosten, Verbrauch
Martin Ruhdorfer, Matthias Vogt, Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Oft werden die Steuervergünstigungen bei diesen Auto missbraucht, weil sie hauptsächlich mit dem Verbrennermotor gefahren werden.
Plug-in-Hybride: Steuererleichterungen für Umweltsünder
Johannes Thürmer, Martina Schuster, Bayerischer Rundfunk |
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Brennstoffzellenauto
Neben Strom gilt Wasserstoff als Energieträger der Zukunft. Wenn er aus grünem Strom gewonnen wird, ist Wasserstoff nahezu klimaneutral und besitzt ein großes Potenzial für die Umstellung auf CO2-neutrale Antriebe. Zur Zeit ist das Brennstoffzellenauto (FCEV - fuel cell electric vehicle [Wasserstoffauto]) noch ein Nischenprodukt. Die Gründe sind, die Autos sind teuer, das Wasserstofftankstellennetz ist nicht ausreichend und sie sind nur mit Wasserstoff aus regenerativer Energie klimafreundlich. |
Brennstoffzellenauto
Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
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Eine Brennstoffzelle mit Wasserstofftank erzeugt während der Fahrt durch die Umkehrung der Elektrolyse, bei der Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser reagieren, Wärme und Strom, woduch ein Elektromotor angetrieben wird. Eine kleine Batterie dient als Puffer bzw. Zwischenspeicher und deckt Lastspitzen (z. B. beim Beschleunigen) ab. Außerdem nimmt sie Energie durch Rekuperation (Bewegungsenergie beim Bremsen) auf und speichert sie.
Der Wasserstoff wird entweder gasförmig unter hohem Druck (350 bar oder 700 bar), oder (selten) flüssig bei -253 °C gespeichert. In diesem Aggregatzustand wird eine sehr hohe Energiedichte erreicht. Hierfür sind superisolierte, doppelwandige Tanks erforderlich. Zwischen den beiden Hüllen des Tanks befinden sich in einem Vakuum Isolationsmaterialien, die den Tank kalt halten und Abdampfverluste minimieren. Tankstellen lagern Wasserstoff sowohl gasförmig als auch tiefgekühlt.
Der Tankvorgang wird per Knopfdruck an der Zapfsäule gestartet und dauert etwa drei bis fünf Minuten. Dabei wird eine druck-, gas- und kältedichte Verbindung zwischen Fahrzeug und Zapfpistole hergestellt. |
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Wasserstoffautos: Technik, Modelle, Tests, Tankstellen
Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V. (ADAC)
Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV)
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
Wasserstoffauto oder Elektroauto: Wem gehört die Zukunft?
Dominik Hochwarth, ingenieur.de - VDI Verlag GmbH
H2 tanken - Wasserstoffmobilität beginnt jetzt
H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co. KG
Nachhaltige Technologien und innovative Konzepte
NOW GmbH - Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Brennstoffzelle |
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Seltene Erden
Geolitho Stiftung gemeinnützige GmbH
E-Mobilität
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Themen zum E-Auto bei SHKwissen |
Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Installateuren durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgersunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen. Die Tätigkeiten eines elektrotechnischen Laien sind besonders eingeschränkt.
Grundsätzlich sollte die Installation von PV-Anlagen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden.
Bei Installationen von mehr als 800 W muss die Installation durch einen Elektrofachbetrieb erfolgen. Außerdem müssen die Voraussetzungen des Netzbetreibers und örtliche Rechtsvorschriften beachtet werden.
An E-Autos darf nur eine "Elektrofachkraft" nach DGUV Vorschrift 3 und 4 für das
elektrotechnische Teilgebiet Hochvoltsysteme" arbeiten, da es sich um eine "Fachkundige Person Hochvolt“ (FHV)
handelt. |
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Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen,
dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich
Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig
Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere
Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter
kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen
Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen
Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne
der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen. |
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