Flüssigkeitgekühltes Autoladekabel: Forscher und Ford wollen in 5 Minuten laden

[PCGH-Redaktion]

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In einem Laborversuch ist es Forschern in Zusammenarbeit mit Ford gelungen, über ein flüssigkeitgekühltes Autoladekabel bis zu 2.400 Ampere zu übertragen. Das soll bei Weitem ausreichen, um Akkus in 5 Minuten zu laden.

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[Nyrmo]

Kann es sein, dass der Redakteur auch ein E-Auto fährt
Man merkt, dass der Schreiberling sich mit dem Thema auseinander gesetzt hat!

 

[Zuriko]

Ich denke auch die Zukunft der Autos mit Akku liegt nicht (nur) in immer besseren und schon gar nicht bei grösseren Akkus, sondern den Ladezeiten. Daher ist ja auch Wasserstoff noch nicht ganz vom Tisch.

Sobald ich mein E-Fahrzeug mit "nur" 300Km Reichweite in 5 Minuten aufladen kann und es auf Autobahnen mindestens alle 50Km eine E-Tankstelle hat, wird die Reichweite weniger relevant sein.

 

[Tech_13]

Meh, ich hoffe die fangen mit der abgeführtenWärme etwas an. Da würde ich lieber Wasserstoff tanken als unsummen an Energie beim laden zu verpulvern.
Rund 1MW "mal eben wegkühlen", spricht nicht gerade für Effizienz.
Bei größeren Geräten mit langer Fahrzeit könnte ich mir vorstellen dass ein Hotswap der Batterie hier um Welten schneller und schonender für unsere Netze ist.

 

[warawarawiiu]

Elektroautos sind die Zukunft - ich freue mich dass endlich alles absolut umweltfreundlich ist. Hervorragend. Jetzt gehe ich Salat essen und mein Hamster muss schneller rennen für meinen Ökostrom auf dem laufradzuber

 

[raPid-81]

Was macht diese Ladeleistung denn mit den Akkus? Halten die das aus? Werden die dadurch nicht auch sehr schnell sehr heiß? Verringert es ggf. die Lebensdauer? Fragen über Fragen...

 

[PCGH_Andreas]

Kann es sein, dass der Redakteur auch ein E-Auto fährt
Man merkt, dass der Schreiberling sich mit dem Thema auseinander gesetzt hat!

Nein. Super Plus tankt das sogar. Und das leider auch nicht, weil es so endlos leistungsfähig wäre, sondern weil ein deutscher Ingenieur wohl etwas zu optimistisch beim Design war.

 

[user42]

Wenn das Ladekabel deines neuen Autos, den Restwert deines alten Gebrauchtwagen überschreitet.

 

[AAChris]

Meh, ich hoffe die fangen mit der abgeführtenWärme etwas an. Da würde ich lieber Wasserstoff tanken als unsummen an Energie beim laden zu verpulvern.

Dafür wird die Energie dann bei der Erzeugung des Wasserstoffs "verpulvert". Ca. 50kWh pro Kilogramm, womit man dann gut 100Km weit fahren kann.

 

[Pu244]

Ich denke mal, dass man mit der Spannung hochgehen wird. 850V sind ja schon möglich, da fließt dann nur knapp halb soviel Strom. 960V wird die harte Grenze sein, dann über 1000V hinaus endet in den meisten Ländern die Niederspannung, erhöhte Vorschriften inklusive.

Ich denke auch die Zukunft der Autos mit Akku liegt nicht (nur) in immer besseren und schon gar nicht bei grösseren Akkus, sondern den Ladezeiten.

600km reale Reichweite, bei normalen Geschwindigkeiten sind das Ziel, dafür muß die Kapazität wohl auf 150kWh erhöht werden. Eine chinesische Firma hat das schon geschafft.

Daher ist ja auch Wasserstoff noch nicht ganz vom Tisch.

Wasserstoff ist vom Tisch, da er nahezu nur Nachteile hat. Besonders die Ineffizienz sogar dafür, dass sich die Sache erledigt hat.

Sobald ich mein E-Fahrzeug mit "nur" 300Km Reichweite in 5 Minuten aufladen kann und es auf Autobahnen mindestens alle 50Km eine E-Tankstelle hat, wird die Reichweite weniger relevant sein.

Das gilt für Autos, die zuhause geladen werden können. Wenn man die Möglichkeit nicht hat, ist es relativ ärgerlich. Zumal 5min doch arg optimistisch sind.

Meh, ich hoffe die fangen mit der abgeführtenWärme etwas an. Da würde ich lieber Wasserstoff tanken als unsummen an Energie beim laden zu verpulvern.

Wasserstoff benötigt um den Faktor 3-4 mal mehr Energie, er muß herstellt werden. Es ist also eine extrem dämliche Lösung

Rund 1MW "mal eben wegkühlen", spricht nicht gerade für Effizienz.

1MW ist die Ladeleistung. Die Wärmeverluste sind nur ein Bruchteil, in dem Fall 2,4%, was immer noch viel ist.

Bei größeren Geräten mit langer Fahrzeit könnte ich mir vorstellen dass ein Hotswap der Batterie hier um Welten schneller und schonender für unsere Netze ist.

Das Problem daran ist, dass keiner seinen neuen 10.000€ Akku gegen einen gebrauchten eintauschen möchte. Also muß der Akku Eigentum des Ladeanbieters sein, den sich der dann auch entsprechend vergüten lassen möchte. Das wird teuer und deshalb wird es sich nicht durchsetzen.

 

[Incredible Alk]

Manchmal frage ich mich was genau sich die Leute dabei gedacht haben.

Oder andersrum gefragt: Nur mal angenommen, Quelle und Ziel des Stromes sowie die Anschlüsse wären ansatzweise in der Lage, 1000A zu senden und aufzunehmen (wovon wir meilenweit entfernt sind) und es wäre tatsächlich nur das Kabel dazwischen der limitierende Faktor.

Man möge mich einfallslos nennen, aber ich würde das Kabel einfach etwas dicker dimensionieren. Ein Kabel das 1000 statt 300A erträgt ist nicht so viel dicker oder schwerer, dass es in der Handhabung irgendwie problematisch werden würde. Ein ausreichend flexibles "Patchkabel" mit 3 cm Durchmesser hätte schon über 700 mm^2 Kabelquerschnitt und könnte locker 1000A (und weitaus mehr) ertragen, in der Praxis (wo 1000A sicherlich nur kurzzeitige Peaks sein werden) reichen da auch 2cm Durchmesser bzw. rund 300mm^2 plus ein kleiner Temperatursensor der falls das Kabel wirklich mal 50°C erreichen sollte wenn jemand nen 200 kWh-Akku 10 Minuten mit 1000A bespielen will den Ladestrom etwas zurücknimmt.

 

[BigBoymann]

Ich denke nicht, dass es das Ziel sein darf mehr Ampere durch das Kabel zuschicken, denn das führt nur zu mehr Verlusten. Interessanter wäre es doch die Spannung zu erhöhen. Aktuell gibt es ja Bordnetze mit 400-800V, bei 1000A würde man so 400.000 - 800.000 W durch die Leitung jagen. Dann liegen die Ladeverluste des Kabels aber schon bei über 5% und damit ist nur das Kabel gerechnet.

Ich bin mir nicht sicher wie kompliziert die Verkabelung wäre,aber tendenziell hat so ein Model 3 über 7.000Zellen mit jeweils über 3,7V Spannung, rechnerisch waren also Spannungen von 21.000V denkbar, praktisch sollte das deutlich reduziert werden müssen, denke aber hier wird eher noch was entscheidendes passieren, eine Verdoppelung der Spannung auf 1.600V wäre meins Erachtens nach denkbar und würde bei heute schon nicht unüblichen 250 A dann stolze 430kW Ladeleistung bieten.

 

[Incredible Alk]

Ich denke nicht, dass es das Ziel sein darf mehr Ampere durch das Kabel zuschicken, denn das führt nur zu mehr Verlusten. Interessanter wäre es doch die Spannung zu erhöhen.

Die Verluste die du durch die zweifache Wandlung hättest sind deutlich größer als die Verluste durch hohe Stromflüsse im Ladekabel. Außerdem müsstest du in einem Auto dann auch dauernd einen großen schweren Hochleistungstrafo spazieren fahren der mit zigtausenden Watt klarkommt.

tendenziell hat so ein Model 3 über 7.000Zellen mit jeweils über 3,7V Spannung, rechnerisch waren also Spannungen von 21.000V denkbar

Das funktioniert nicht so einfach^^
Klar kannste alle Zellen in Reihe schalten und irre Spannungen erreichen. Dann muss aber auch jedes Mal wenn du beschleunigen willst der volle Strom durch alle Zellen fließen und der Innenwiderstand deines Akkus explodiert...
Oder sehr vereinfacht gesagt je höher du die Boardspannung wählst desto ineffizienter wird dein Akku.

Und 10kV in ein Auto bauen dürftest du sowieso nicht im zivilen Bereich - damit hauste den unvorsichtigen Heimschrauber nämlich aus den Schlappen^^

 

[Pu244]

Ich bin mir nicht sicher wie kompliziert die Verkabelung wäre,aber tendenziell hat so ein Model 3 über 7.000Zellen mit jeweils über 3,7V Spannung, rechnerisch waren also Spannungen von 21.000V denkbar, praktisch sollte das deutlich reduziert werden müssen, denke aber hier wird eher noch was entscheidendes passieren, eine Verdoppelung der Spannung auf 1.600V wäre meins Erachtens nach denkbar und würde bei heute schon nicht unüblichen 250 A dann stolze 430kW Ladeleistung bieten.

Das Problem ist, dass man bei über 1000V im Bereich der Hochspannung landet und da sind dann wesentlich härter Regulierungen fällig. Deshalb sind 960V die praktische Grenze.

 

[Rollora]

Ich denke auch die Zukunft der Autos mit Akku liegt nicht (nur) in immer besseren und schon gar nicht bei grösseren Akkus, sondern den Ladezeiten. Daher ist ja auch Wasserstoff noch nicht ganz vom Tisch.

Sobald ich mein E-Fahrzeug mit "nur" 300Km Reichweite in 5 Minuten aufladen kann und es auf Autobahnen mindestens alle 50Km eine E-Tankstelle hat, wird die Reichweite weniger relevant sein.

Ich denke das Ladeverhalten in Zukunft wird nicht mit dem jetztigen vergleichbar sein.
Bei uns im "Dorf" ist das so: die E-Besitzer haben ihr Auto daheim angehängt. Und fahren die Einkaufen hängts am Supermarkt während des einkaufs (dauert eh meist mehr als 20 Min). Und vielleicht stellt die Arbeitsstelle eine Ladesäule pro Parkplatz (sofern vorhanden) zur Verfügung. Und dann hat man immer wenn man das Auto abstellt eine Lademöglichkeit statt immer extra zu einer Tankstelle fahren zu müssen.

 

[stolpi]

Schnelles laden ist nett...aber nur auf "Strecke".
In der Regel reicht auch ein nächtliches Laden per Steckdose um seine täglichen km nachzuladen, denn kaum einer fährt Regelmäßig mehr wie 50km am Tag.
Darum wäre es JETZT wichtig, an jeder Straßenlaterne (und noch viel mehr) kleine Ladepunkte zu schaffen die mit 8-12A das öffentliche Netz kaum belasten aber den tagtäglichen Pendlern großen Nutzen bringt.


Viele Grüße,
stolpi

 

[Zuriko]

Ich denke das Ladeverhalten in Zukunft wird nicht mit dem jetztigen vergleichbar sein.
Bei uns im "Dorf" ist das so: die E-Besitzer haben ihr Auto daheim angehängt. Und fahren die Einkaufen hängts am Supermarkt während des einkaufs (dauert eh meist mehr als 20 Min). Und vielleicht stellt die Arbeitsstelle eine Ladesäule pro Parkplatz (sofern vorhanden) zur Verfügung. Und dann hat man immer wenn man das Auto abstellt eine Lademöglichkeit statt immer extra zu einer Tankstelle fahren zu müssen.

Ja klar, aber ich denke es geht bei Autos ja nicht nur um den Nahverkehr oder das Pendeln, sondern auch Urlaub, Leute wie Handwerker, Aussendienst, später kommen noch die LKW Fahrer. Da werden rasch mal andere Distanzen gefahren.

Würde ich jetzt mit einem Elektrofahrzeug nach Spanien fahren wollen? Eher nicht, das wäre mir zu unsicher oder stressig. Wenn ich aber weis dass ich von meinen Wohnort (Schweiz) bis nach Spanien auf der Autobahn alle 50 bis 80Km sicher eine E-Tankstelle finde wo ich in 5 Minuten wieder auf 80% Akkuleistung bin, dann beruhigt dies doch ungemein.

Selbst mit Verbrenner hatten wir schon Situationen wo bereits die Reserve aufblinkte und wir sparsamer gefahren sind (hoher Gang, wenn es abwärts ging nur Leerlauf) weil die Tankstelle die wir angepeilt hatten geschlossen war und es zur nächsten noch 30 Kilometer waren. Das waren noch Zeiten ohne Standard mässiges GPS oder Google Maps, wo man eben auch anhand der Faltkarte nicht wusste wo eine Tanke sein könnte wenn man die Autobahn verlässt.

 

[AyC]

Ich finde die Diskussion immer etwas komisch über die Reichweite. Zu 95% werden Strecken unter 100km gefahren, meist noch viel geringere Strecken. Hier gibt es also auch jetzt schon überhaupt kein Problem. Dann wird mit dem einmaligen Urlaub im Jahr argumentiert. Wenn man aber 1000km in den Urlaub fahren kann, warum sollte man da nicht auch 3x 30min Pause machen können?

Schlimm in einer Gesellschaft zu leben wo man sich keine 30 Minuten Pause leisten kann/möchte.

 

[rumpeLson]

Meh, ich hoffe die fangen mit der abgeführtenWärme etwas an. Da würde ich lieber Wasserstoff tanken als unsummen an Energie beim laden zu verpulvern.
Rund 1MW "mal eben wegkühlen", spricht nicht gerade für Effizienz.

Geb ich dir voll Recht. Und nicht zu vergessen auch die Leitungs- und Wandlungsverluste im Stromnetz, um den Strom überhaupt zur Säule zu bekommen.
Für Wasserstoff ist die Effizienz leider durch Kühlung, Transport, Lagerung bei extrem hohen Druck und natürlich schlechtem Wirkungsgrad bei der Erzeugung noch beudetend schlechter.

Von daher kann ich mir nicht vorstellen, dass sich Wasserstoff generell durchsetzen könnte.

 

[BigBoymann]

Die Verluste die du durch die zweifache Wandlung hättest sind deutlich größer als die Verluste durch hohe Stromflüsse im Ladekabel. Außerdem müsstest du in einem Auto dann auch dauernd einen großen schweren Hochleistungstrafo spazieren fahren der mit zigtausenden Watt klarkommt.

So lange man immer wandelt ist das wahrscheinlich richtig, Parallelladung wäre hier das Zauberwort, wobei ich den Gedanken hinsichtlich des Innenwiderstandes noch gar nicht hatte. Allerdings glaube ich, dass es zumindest technisch möglich wäre, die Ladung parallel durchzuführen, während die Leistung nicht in gleicher Art abgegeben wird. Müsste das aber nochmal in Ruhe überdenken, sollte aber mit einer entsprechenden Schaltung möglich sein.
Aber ich gebe dir natürlich Recht, denn der nächste Einwand wird sicherlich die Praktikbaliät sein und der Aufwand einer alternativen Schaltung dürfte zu hoch sein um irgendwie realisiert werden zu können. Vor allem wenn die Spannung eh auf 960V begrenzt ist, was ich überhaupt nicht berücksichtigt hatte.

Da würde ich lieber Wasserstoff tanken als unsummen an Energie beim laden zu verpulvern.

Ich kann es nicht mehr hören, Wasserstoff hier, Wasserstoff da. Wasserstoff kann nur eine Notlösung sein, die Produktion von Wasserstoff ist mit Verlusten behaftte, die anschließende Rückwandlung in Strom ist mit Verlusten behaftet und Transport und Logistik sind auch noch negativ vorbelastet. Wasserstoff wäre die Bankrotterklärung der Industrie, wir reden hier im ziemlichen Idealfall von 30-40% Energie dort wo man sie braucht, im Vergleich zum Beginn wo sie herkommt. Sinnloser geht es nunmal nicht!

Der Weg zur E-Mobilität ist in meinen Augen ohnehin schon umumkehrbar und es müssen in meinen Augen durchaus Lösungen gefunden werden zum superduperschnellladen, allerdings sind wir bereits jetzt an Punkten angekommen, 300kw/h sind jetzt schon realisiert und wenn das flächendeckend an Autobahnen verbaut ist und die Autos diese Geschwindigkeit auch bei mehr als 50% Akkukapazität halten können, ist mir der Rest egal, 15Minuten laden für 75kwh sind doch absolut legitim und mehr als ausreichend. Geh mal heutzutage Tanken, gerade im Reiseverkehr an der Autobahn, wirst du mit 15Minuten mal so gar nicht hinkommen, selbst an normalen Tagen sind Sprints unter 5 Minuten inkl. Tanken, Bezahlen schon rekordverdächtig. Hab gestern Abend noch den Benziner meiner Frau getankt und einfach mal mitgestoppt, 6:42 vom Zeitpunkt des Anhaltens an, bis zum wegfahren.