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Schnellladefähigkeit - Laden in zwei Minuten

Ein wesentliches Argument gegen den Kauf eines Elektroautos im Moment ist neben der noch relativ geringen Reichweite von E-Autos die teilweise sehr lange Wartezeit bis zum Wiederaufladen der Batterien. Dies verhindert eine schnelle Weiterfahrt. Daher gibt es zahlreiche Entwicklungsprojekte zum Thema Verbesserung der Schnellladefähigkeit von Batterien. Vergleicht man heutzutage die Leistungsfähigkeit moderner Lithium-Akkus mit Bleibatterien erkennt man bereits enorme Fortschritte. Dieser Trend wird sich auch zukünftig fortsetzen. Inzwischen gibt es sogar Akkus, die sich innerhalb von zwei Minuten auf 70% Ihrer Kapazität aufladen lassen.

Lebensdauerverminderung bei Schnellladung

Eine Schnellladung belastet jedoch den Akku wesentlich stärker als eine langsame Ladung. Wird ein Akku immer an den Grenzen seiner Strombelastbarkeit geladen, können bereits kleinste Fehler in der Zellstruktur zu einer punktuellen Überlastung der Materialen führen. Insbesondere bei kalten Temperaturen kann dies einen vorzeitigen Ausfall des Akkus verursachen.

Auslegung der Komponenten zur Schnellladung

Eine Schnellladung innerhalb kürzester Zeit bedeutet, dass große Mengen Energie in wenigen Minuten transportiert werden müssen. Die Konsequenz daraus ist, dass eine hohe Leistungsaufnahme vorhanden sein muss. Um dies zu ermöglichen, müssen Komponenten wie Kabel, Stecker und die Leistungselektronik sehr leistungsstark konzipiert sein. Dies bedeutet entweder ein Laden mit hohem Strom und/oder hoher Spannung. Bei einer hohen Stromstärke muss der Leiterquerschnitt entsprechend groß dimensioniert sein. Bei einer hohen Spannung ist es erforderlich dass die Isolierung aller Komponenten richtig ausgelegt ist.

Leistungsstarke Stromnetze für die Schnellladung

Um eine Schnellladung überhaupt realisieren zu können, muss auch eine leistungsstarke Energiequelle zur Verfügung stehen. Für die Ladung eines heutigen Elektroautos sind ca. 25 kWh notwendig. Zur Übertragung dieser Energiemenge innerhalb von zwei Minuten sind 750 kW notwendig. Ein normaler Haushaltsanschluss kann maximal 20 kW zur Verfügung stellen. Trotzdem gibt es hier ein enormes Potenzial. Größere Photovoltaikanlagen und Windkraftanlagen haben Anschlussleistungen über 1000 kW. Hier lässt sich leistungsmäßig eine solche Schnellladung gut realisieren.

Forschungsprojekt Schnellladung in Singapur

Erste Batteriesysteme dieser Art sind bereits in der Testphase. So hat ein Forscherteam um Prof.Chen Xiadong durch Verwendung einer Titandioxid-Anode sehr gute Ergebnisse erzielt. Zudem wird eine Lebensdauer von über 10000 Ladezyklen angegeben. Dies würde heutige Lithium-Batteriesysteme deutlich übertreffen und somit einen Batteriespeicher langlebiger machen.

Weitere Anwendungsgebiete der Schnellladung

Weiterhin gibt es zahlreiche Ansätze, diese schnellladefähigen Akkus in größerem Maßstab einzusetzen. Zum Beispiel sollen diese in Laptops, Smartphones und vielen weiteren Geräten zum Einsatz kommen. Zu bedenken ist allerdings immer die hohe Ladeleistung, die für ein Laden in kurzer Zeit notwendig ist. Dies könnte der begrenzende Faktor zukünftig werden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Quelle: Wikipedia
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