Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 08.06.2009 17:24 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
aus ATZ-Online:
Im Rahmen der derzeit in Japan stattfindenden Präsentationen zur Einführung der dritten Prius-Generation (ATZonline berichtete) sprachen ATZ und ATZelektronik mit Masatami Takimoto, dem in wenigen Wochen aus Altersgründen scheidenden Toyota-Entwicklungschef, über die Reife und die Zukunftschancen von Hochvoltbatterien, die strategische Positionierung verschiedener Hybridantriebskonzepte und sinnvolle Forschungskonzepte.
Anlass für eine zwar zuversichtliche aber kritischere Betrachtung von Lithium-Ionen-Energiespeichern, unter anderem was den Massenmarkt für diese Batterie betrifft, gibt der Trendsetter der Technologie und erfahrenste OEM auf diesem Gebiet selbst: "Die Langzeitstabilität ist noch nicht ausreichend erforscht und die möglicherweise für immer geltenden limitierenden Kosten dieser Batterie sowie nicht eindeutig abschätzbare Lithium-Ressourcen zeigen uns Grenzen auf." Ungewöhnlich offen und deutlich antwortet Takimoto auf Fragen zu den daraus resultierenden Konsequenzen, die ATZ kurz zusammenfasst.
Die Nickel-Metallhydrid-Batterie wird auf lange und nicht absehbare Zeit die erste Wahl für Full-Hybrid-Systeme bleiben. Nicht nur deren Reife sondern auch die technische Eignung - im Vergleich zur Lithium-Ionen-Batterie - führt der Entwicklungschef hier als Grund an. Beide Systeme werden je nach Einsatzzweck parallel bestehen (Forum der Meinung "Hat die Nickel Metallhydrid-Batterie ausgedient?"). Toyota setzt Lithium-Ionen-Batterien im Prius mit Plug-in-Hybrid-System ein. Über größere Stückzahlen des möglicherweise ab 2010 startenden offiziellen Markteintritts spricht Toyota nicht. Noch deutlicher fällt die Vorsicht bei der Einschätzung des Einsatzes der neuesten Batteriegeneration in Elektrofahrzeugen (EVs) aus. "Wir starten 2012 mit einer kleinen aber repräsentativen Anzahl von EVs - unmissverständlich aus der Überzeugung heraus, dass der Elektroantrieb eine der wichtigsten Antriebstechniken der Zukunft werden wird." Dennoch schränkt Takimoto ein: "Der Elektroantrieb wird bei Toyota lediglich in Kleinwagen und Stadtfahrzeugen eingebaut." Fahrzeuge der Kompaktklasse und darüber würde es aus Gewichts- und Kostengründen der Lithium-Ionen-Technik im Konzern nicht geben. Deutlich fallen die Statements Takimotos zu den zahlreichen Hybridantriebskonzepten, unter anderem einem Range Extender aus: "Wir begrüßen die nun entstehende Vielfalt der Systeme, bleiben aber bei dem mit dem Prius gestarteten Plug-in-Hybrid-Konzept. Der Range Extender ist nicht in unserem Fokus."
Batterien bleiben der Bottleneck für den elektrifizierten Antriebstrang. Toyota rief im vergangenen Jahr eine Batterie-Forschungsabteilung im "Genesis-Research Institute" ins Leben. Ziel des Open Laboratory ist die Entwicklung der "nächsten Batterie-Generation", die die Japaner auf weit nach 2020 terminieren. Vorerst 50 (100 Forscher sind geplant) arbeiten an möglichen Technologien - und nicht an einer heute schon fassbaren Struktur eines Energiespeichers.
Deutliche Worte spricht der Toyota-Entwicklungschef auch in Richtung notwendiger Studiengänge, die Ingenieure speziell für die Entwicklung von Energiespeichern auf ihre Aufgaben im Antriebsstrang vorbereiten: "Wir werden in diesem Zusammenhang neue Ausbildungsgänge fördern und begleiten."
Bleibt die Li-Ionen-Technik möglicherweise ein (resourcenbedingt) unerfüllter Wunsch?
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 08.06.2009 17:42 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Ahoi!
Irgendwie kann ich es nicht so richtig glauben
Ich glaube will, dass das Volk(Wir) zunächst mal die jetztige Prius Generation kauft und nicht abwartet(Entwicklungskosten jetzt rausbekommen und klar den Gewinn kassieren).
Ich warte auch grad auf P3 mit Lithium Ion (muss kein PlugIN sein - Hauptsache leistungsfähigere Batterie). Vielleicht hat Panasonic noch keine Technik, die andere aber schon haben? Hmm....
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 08.06.2009 17:55 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Ich verstehe den Hype über die LiIon Akkus eh nicht. Gut die haben die doppelte Energiedichte, aber das war es dann auch schon.
In Punkto Leistungsdichte; Haltbarkeit und Preis sind sie den herkömmliche NiHM Speichern immer noch unterlegen.
Das mit dem Preis könnte sich bei entsprechenden Stückzahlen irgendwann erledigen. Das Problem der Leistungsdichte wäre bei entsprechend großer Batterie dann kaum noch ein Problem. Aber was ist mit der Haltbarkeit über 15 Jahre?
Und sollte es tatsächlich ein Problem mit der Lithiumbeschaffung geben, wäre das nicht gut für den Preis.
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 08.06.2009 20:04 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Es gibt nur unwesentlich weniger Lithium (0.006%) als Nickel (0.01%) in der Erdkruste. Berücksichtigt man, das man Nickel in der Stahlveredlung dringender benötigt, ist effektiv vllt. sogar mehr Lithium als Nickel verfügbar.
Belastbare Zahlen zur Jahresproduktion und möglichen Fördermenge habe ich auf die Schnelle nicht finden können.
Es ist allerdings erstaunlich, das es so wenig Lithium gibt, obwohl es ja in den Sternen gleich nach Helium zustandekommt.
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 08.06.2009 20:34 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Das Problem ist vor allem, dass Lithium in nur sehr wenigen Lagerstätten in etwas größeren Mengen vorkommt. Das gleiche gilt übrigens für die Seltenerdmetalle wie Neodym, welches für Starkmagneten benötigt wird, die in Hochleistungselektromotoren verwendet werden.
Wer gesehen hat, welch Erdmengen bewegt werden, um Gold und Diamanten abzubauen, bekommt eine ungefähre Vorstellung davon, was zur Gewinnung von Lithium aus Gesteinen notwenig ist. Vorkommen wie in Salzseen in Chile sind eher die Ausnahme. Und auch dort sind die Umweltauswirkungen dramatisch.
Ich persönlich denke, es schadet nicht, nach Batteriesystemen auf Basis von Elementen mit größeren Vorkommen Ausschau zu halten.
Zudem gibt es noch Entwicklungen wie sogenannte Supercaps, die als starke Kondensatoren auch eine Art Batterie darstellen können.
Man wird sehen, was wird...
Davon abgesehen: Wenn mit Leichtbau und Hybridtechnik der Durchschnittsverbrauch drastisch reduziert wird, werden Biokraftstoffe wieder interessant...
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 09.06.2009 00:45 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
PriusfannL_HY schrieb:
In Punkto Leistungsdichte; Haltbarkeit und Preis sind sie den herkömmliche NiHM Speichern immer noch unterlegen.
Einspruch!
Die Leistungsdichte ist bei LiIon Akkus höher als bei NiMH, aus diesem Grund haben die LiION-Akkus die NiMH-Zellen im Modellsport schon lange verdrängt.
Welche NiMH-Zellen vertragen 30C Dauer und 50C Impulsstom? Eine der leistungsfähigsten Zellen war z.B. die FAUP-1950. Die konnte man schon bis ~70A knechten, aber aus 400g Akku bekommt man auch nur ca 600-700W heraus. Das kann man aber nur ein mal pro Tag machen. board.lindinger.at/thread.php?postid=263
Es gibt Lipo-Packs, die haben bei nur ~350g Gewicht eine Ausgangsleistung von 1kW!
Auch die Haltbarkeit von NiMH-Zellen ist (abgesehen vom Schongang, in dem sie im Prius betrieben werden) auch nicht berauschend. Einen Winter zu stark geladen oder entladen aufbewahrt -> futsch. Wer hat noch ein Handy oder DECT-telefon mit NiMH-Zellen?
Werden LiION-Zellen so gut behandelt wie die NiMHs im Prius, leben sie auch länger als ihre mißhandelten Kameraden in Laptops, Modellflugzeugen und -Booten.
Aber die A123-Zellen halten sogar unter extremer Belastung 1.000 Zyklen.<br><br>Posting geändert von: sirup, am: 09/06/2009 00:49
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 09.06.2009 07:04 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
sirup schrieb: PriusfannL_HY schrieb:
In Punkto Leistungsdichte; Haltbarkeit und Preis sind sie den herkömmliche NiHM Speichern immer noch unterlegen.
Einspruch!
Die Leistungsdichte ist bei LiIon Akkus höher als bei NiMH, aus diesem Grund haben die LiION-Akkus die NiMH-Zellen im Modellsport schon lange verdrängt.
Welche NiMH-Zellen vertragen 30C Dauer und 50C Impulsstom? Eine der leistungsfähigsten Zellen war z.B. die FAUP-1950. Die konnte man schon bis ~70A knechten, aber aus 400g Akku bekommt man auch nur ca 600-700W heraus. Das kann man aber nur ein mal pro Tag machen. board.lindinger.at/thread.php?postid=263
Es gibt Lipo-Packs, die haben bei nur ~350g Gewicht eine Ausgangsleistung von 1kW!
Auch die Haltbarkeit von NiMH-Zellen ist (abgesehen vom Schongang, in dem sie im Prius betrieben werden) auch nicht berauschend. Einen Winter zu stark geladen oder entladen aufbewahrt -> futsch. Wer hat noch ein Handy oder DECT-telefon mit NiMH-Zellen?
Werden LiION-Zellen so gut behandelt wie die NiMHs im Prius, leben sie auch länger als ihre mißhandelten Kameraden in Laptops, Modellflugzeugen und -Booten.
Aber die A123-Zellen halten sogar unter extremer Belastung 1.000 Zyklen.<br><br>Posting geändert von: sirup, am: 09/06/2009 00:49
Also meine alten 2000er Zellen haben auch schon weit über 100A abgegeben. Ebenso die 3000er NiHM. Und die funktionieren für die Stichsäge heute noch nach fast 10 Jahren. Und dabei lagern die in der Garage im Winter nicht frostfrei. Gut ich müßte mal die Kapazität messen wieviel die noch drauf haben.
Gibt es tatsächlich schon LIPOs (2Zellen) die bei 350g über 100A abgeben? Und wenn ja wie oft kann man das machen?
Im Modellsport mag die Rechnung noch aufgehen, aber im großen Auto spielt die Verlustleistung und die damit verbundene thermische Belastung eine große Rolle. Nicht umsonst haben die im S400 so eine aufwändige Kühlung eingebaut.
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 09.06.2009 08:50 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Hallo !
Vor gut einer Woche traf ich einen Besitzer eines Citroen AX electrique. de.wikipedia.org/wiki/Citro%C3%ABn_AX#AX_Electrique
Das Fahrzeug ist 13 Jahre alt und die SAFT-NiCd-Akkus haben schon 120.000km drauf und immer noch eine Reichweite von 100km. Die Höchstgeschwindigkeit von 91km/h ist für seine Anwendung o.k. Für längere Fahrten hat er ein Ladegerät mit 11kW (dreiphasig, auch auf einer Phase mit ca. 3,5kW betreibbar). Weiters hält er einen Anteil von 2,5 kW an einer Gemeinschafts-PV-Anlage.
Dies erwähne ich nur, um zu zeigen, was schon vor einigen Jahren möglich war, mit "alter" Technologie.
Re: Li-Ionen-Akkus nicht absehbar 09.06.2009 10:56 - vor 14 Jahren, 10 Monaten
Bauen wir den Prius doch mal gedanklich zum Elektroauto um.
Die Batterie wiegt ja bekanntlich knapp 40kg und hat knapp 1,5kWh. Schmeißen wir mal alles raus was nach Verbrenner riecht. Also den Motor selber, Kühlung, Auspuff, Tank und alles was noch dazugehört.
Stattdessen noch 9 NiHM Pakete wie schon eins drin ist. Keine Ahnung ob die alle in den Motorraum passen, aber untendrunter und wo der Tank war ist ja auch noch Platz.
Stad der Technik sind derzeit bis zu 80Wh/kg. Bei 400kg wären das also 32 kWh in der Theorie, die für ca. 200km Reichweite sorgen würden.
Aber die über 20T€ Kosten für das Batteriepaket wären sicher nicht marktfähig. Selbst wenn man die gesparten Kosten für das ganze Verbrennerzeugs gegenrechnet, käme man sicher im Verkaufspreis nicht unter 30T€.
Also egal ob LiIon oder NiHM, der hohe Preis der Batterien ist nach wie vor das Problem.
Hmm....
´
