Elektroautos und Infrastruktur 2022 (2)

Fortsetzung der Diskussion von Elektroautos und Infrastruktur 2022:

Gibt es da Neuigkeiten zu?

@ExMod hat es einen Grund, wieso du den Thread archiviert hast, obwohl dort zu dem Zeitpunkt noch diskutiert wurde?

Bitte sehr - m.e. das wichtigste auf DIN A 4

https://www.tips-zum-e-auto.de/

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Da die Autos final der dezentralen Netzstabilisierung dienen sollen wären Akkus zum Wechseln suboptimal.

Wechseln ist mechanisch und bedeutet Fehler und Verschleiss und extra Personal vor Ort in der Wechselstation

Das wichtigste aber, wo kommen die nächsten Jahre Akkus auf den Markt (ohne kritische Rohstoffe wie Nickel, Mangan,Kobalt)? Mit Reichweiten von 800-1400 km, die in 10 Minuten laden von 10-80%

  • und das einfach über ein Kabel, das 50-100 Jahre in der Erde liegen wird ohne mechanische Belastung etc. An der darüber liegende Ladestation geht evtl mal etwas kaputt, kann aber mit wenig Aufwand repariert werden

Was m.e. viele noch nicht begreifen, die Transformation und Zeitenwende bedeutet auch wir werden unglaublich effizient werden müssen die 25 Mio Renter mehr die wir bald haben, die fallen aus dem Arbeitsmarkt. Das bedeutet aber auch das wir alles an Personal freischaufeln müssen was geht für Pflege und Wellbeing Jobs!

Wechselakkuststationen? Oder vollautomatische Ladesäulen wo ein Techniker hunderte warten und reparieren kann?

Das ist nicht das Wichtigste für die E-Mobilität. Ähnlich sinnvoll wie viel Entwicklungsarbeit in 1000PS-Karren zu stecken.

Völlig unabhängig von der Batterie brauchst du für 1000km 150kWh Energie. Wenn du die in 10min laden willst, brauchst du eine Anschlussleistung von 900kW. Alleine das Ladekabel wird Tante Erna kaum bewegen können, um dann 8 Stunden am Stück zu fahren…lieber nicht!

Naja – das „nur“ halte ich für etwas übertreiben. Dass das alles andere als tirival ist und durchaus ein Nachteil im Fahrzeigdesign sein kann, wird m.E: hier [1] ganz gut beschrieben.

Ein weiteres Problem, dass in meinen Augen hier [2] gut ausgeführt wird, ist die wirtschaftliche Komponente des Ganzen. Der Akku macht einen großen Teil der Fahrzeugkosten aus. Insgesamt muss ich bei einem Wechselmodell mehr Akkus vorrätig haben, als es Fahrzeuge gibt. Abgesehen von der Effizienz- und Ressourcen-Thematik ist damit ein Wechselakku-System teurer und lässt sich schwieriger in der Breite durchsetzen als ein Schnellladesäulen-System.

Man müsste sich außerdem Gedanken darüber machen, wie man mit der Tatsache umgeht, dass hier Akkus unterschiedlicher Lebensdauer (und damit Reichweite) zirkulieren. Wem gehört der Akku? Was wenn ein Fahrer eines Neuwagens einen alten Akku getauscht bekommt oder der Fahrer eines >10 Jahre alten Wagens einen neuwertigen?

Ich will nicht ausschließen, dass dieses System langfristig eine Chance hat, aber für das (schnelle) „Hochfahren“ der Mobilitätswende halte ich es persönlich nicht für geeignet.

[1]

[2]

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Der normale Pendler braucht doch eigentlich keine besonders hohe Ladeleitung, sondern eine für ihn zugängliche Steckdose. Selbst bei 100 km Pendelstrecke am Tag, reicht es, wenn das Fahrzeug über 8 stunden an einer herkömmlichen Steckdose nachgeladen wird. (Natürlich muss trotzdem darauf das Stromnetz ausgelegt werden, wenn alle plötzlich zuhause laden wollen.)

Generell finde ich die möglichst hohen Ladeleistungen überbewertet. Für die Menschen, die ihr Fahrzeug zuhause oder auf der Arbeit laden können, ist die Möglichkeit das Fahrzeug in 10 min komplett zu laden, überflüssig. Und die meisten fahren auch keine 800km am Tag.

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Auf jeden Fall reichen Wallboxen dafür aus. Mit einer ausreichend großen PV kann man da schön tagsüber das Auto voll laden, wenn die Sonne scheint. Am Wochenende oder im HomeOffice, … Bei meinem reicht es, zweimal pro Woche zu laden, der hat 600km Reichweite bei moderaten Temperaturen.

Aber wenn man manchmal weiter fahren muss oder regelmäßig, wären schnelle Ladeleistung schon gut. Da lädt man aber auch nur von 10-80% oder noch weniger, weil alles andere dem Akku weh tut.

Der Vorteil von Wechselakkus ist vor allem, dass man sich den Akku unter’s Auto klemmen kann, den man gerade braucht - 100km Reichweite für die tägliche Pendelstrecke, 1000km für die Urlaubsfahrt oder Dienstreise, und ihn dazwischen regulär an der Steckdose lädt - so wie es Nio anbietet. Dafür gibt’s inzwischen auch Industrienormen. Realistischerweise funktioniert das natürlich nur, wenn die Akkus bei einer zentralen Instanz gemietet werden (z.B. Hersteller oder Betreiber der Wechselstationen), die die getauschten Akkus auf Defekte und Alterserscheinungen prüfen und bei Bedarf dem Recycling zuführen kann.

Welches System hier kurz- bzw. langfristig das bessere ist, erscheint jedenfalls nicht so trivial. Sicher ein Grund für die Studie, die jetzt dazu an der RWTH läuft:

Wechselakku oder Ladesäule sind doch kein Gegensatz. In anderen Ländern baut man Autos, die beides können.

Es kann durchaus sein, dass für bestimmte Anwendungsfälle das eine System im Vorteil ist und für andere Anwendungen eher das andere. Daher spricht grundsätzlich nichts gegen eine Koexistenz. Trotzdem müssen politische Entscheidungsträger ja wissen, welches System sie im Sinne einer möglichst schnellen und effizienten Mobilitätswende fördern sollten. Und dazu finde ich diese Studie schon sinnvoll.

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Ich weiß ja nicht wer von euch alles Elektroauto fährt. Würde mich aber überraschen, wenn ein E-Fahrer sich so was wie Tankstellen zurückwünscht, was ja einer Wechselstation entspräche. Aber vielleicht täusche ich mich ja.

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Ist auch nicht so einfach wie es hier gemacht wird. Die Lebensdauer der Akkus wird ja maßgeblich durch die Belastung durch die Verbraucher bestimmt.

Beispiel: Tesla Model 3 Long Range mit 324kW (440PS) Antriebsleistung. Wenn ich voll durchbeschleunige belaste ich den 80kWh Akku hier mit dem 4-fachen seiner Kapazität, also 4C. Baue ich jetzt für meinen Daily Use einen 30kWh Akku ein, so kann ich diesen mit fast 12C belasten, was der Akku keinesfalls lange mitmachen wird. Hier also massiver Verschleiß oder reduzierte Antriebsleistung. Letzteres werden die Fahrer der Autos nicht akzeptieren, also auch nicht nutzen.

Anders herum: Kleinwagen können eben nicht einfach mal nen 3x so großen Akku einbauen, einfach aus Platzgründen. Würde also auch dazu führen, dass die Leute eben größere Autos kaufen, um eben diesen Wechsel nutzen zu können.

Und abseits davon: Kleine Akkus dann in großen Gehäusen weil die ja auch große Akkus ersetzen können müssen oder in kleine Gehäuse und einfach den Unterboden des Autos mit großem Akku komplett offen lassen?

Thema Wechsel: Wie viele Akkus halten wir denn jetzt von jeder Größe vor? Jede Größe für jedes Auto, also 3-4 mal so viele wie Autos oder doch nur einen pro Auto und dann aufgeteilt in Größen? Oder noch weniger? Was machen wir in der Urlaubssaison, wenn alle große Akkus haben wollen? Und wenn die Nachfrage nach einem Akkutyp hoch ist, müssen die dann nicht auch schnell geladen werden?

Dazu kommt, dass man nicht nur die Akkus, deren Form, die Zellen, deren Verschaltung und das Kommunikationsprotokoll normieren muss, sondern auch Karosserien, Kühlsysteme, Kältemittel, erforderliche Kühlleistung und und und…

Das geht vielleicht bei einem Hersteller, aber keinesfalls über Marken hinweg.

Sorry für die ganzen technischen Fragen, aber nur so wird die Dimension des Wahnsinns normierter Akkus deutlich.

Genau das. Als Brancheninsider und E-Auto Fahrer kann ich definitiv sagen, dass es komplizierter ist als viele es sich hier vorstellen.

Die Vorstellung 1-2 pro Woche an so eine Wechselstation gondeln zu müssen um da 5-10 min zu warten anstatt einfach 1-2 mal pro Woche den Ladestecker an der Wallbox oder an der Firma im Parkhaus anzustecken (5-10 Sekunden) würde mich doch sehr nerven.

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Natürlich ist das stark vereinfacht, ich will ja keine Romane schreiben. Aber wir können uns gerne darüber unterhalten, wie eine frisch eingehängte Batterie über den CAN-Bus aushandeln kann, wieviel Leistung das Fahrzeug abholen darf und welche Leistungskurven gefahren werden dürfen. Oder wie man verhindern kann, dass ein Fahrzeugbesitzer zu einer Wechselstation fährt, nur im festzustellen, dass keine kompatible Batterie vorrätig ist.

Mag sein, dass unterschiedliche Akkugrößen für verschiedene Fahrzeugklassen standardisiert werden müssen. Kann auch sein, dass sich für einige Fahrzeugklassen keine Wechselakkus lohnen. Es gibt Fahrzeuge, mit denen man einfach keine langen Strecken fahren will. Aber wenn ich meinen Diesel volltanken will muss ich heute doch auch aufpassen, dass ich mich nicht an die LKW-Säule stelle - weil dann der Zapfhahn nicht passt; während ich problemlos Benzin in meinen Diesel tanken kann oder umgekehrt - wann wird denn das nervige Problem endlich gelöst?

Merkwürdig. Andere Länder haben das bereits über Marken hinweg verbindlich gelöst. Es gibt gültige Industrienormen dafür - wenn auch nicht in der EU.

Dann mach’s nicht. Schließ Dein Auto mit Wechselakku einfach 1-2 mal pro Woche an den Ladestecker an. Warum willst Du zur Wechselstation gondeln, wenn stationäres Laden es auch tut?

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Das würde ich mal stark anzweifeln, ich glaube nämlich dass viele Leute mit dem Auto was sie sich leisten können dann auch lange Strecken fahren. Klar ist ein Mercedes EQS für Langstrecken cooler als ein E-up, aber wenn man nur den E-Up bezahlen kann spielt das eben keine Rolle.
Heißt also bei Kleinwagen fällt das Wechselsystem aus, bleiben die großen Fahrzeuge. Was wäre der Anreiz für jemanden der sich einen großen Akku kauft einen kleinen zu verwenden?

Du wirfst hier zwei Sachen zusammen: Beim tanken ist der Mensch das Problem, hier würde anwenden des Poka Yoke Verfahrens helfen, warum das keiner richtig durchgezogen hat verstehe ich auch nicht. Am Ende ist es die Form eines Metallrohrs
Hier bei den Akkus gehts ja aber nicht darum ob eine Station den Akku aus Versehen falsch einbaut, sondern wie man weltweit Akkus über alle Fahrzeugklassen standardisiert. Das sind dann doch zwei unterschiedlich dicke Bretter.

Das würde ich gerne mal sehen, hast du einen Link dazu?

Naja, aber das ist doch genau das Problem. Warum sollte jemand jetzt diese Summen investieren, wenn nicht mal klar ist dass die Infrastruktur überhaupt benutzt wird?

Ganz abseits davon, nochmal eine andere Frage: Warum sollte ich an eine Wechselstation fahren und nicht an einen Schnelllader? Es gibt da nur einen Vorteil, nämlich Zeitersparnis wenn ich als einziger dort bin. Nehmen wir die aktuellen Systeme von NIO. Eine Bühne zum wechseln, kommt ein zweites Auto muss man warten.

Bin schon recht viel Langstrecke mit den Elektroautos gefahren, an den Ladern trifft man hierzulande meist so 2-6 andere Fahrzeuge, zu Peakzeiten mehr. Beim Schnelllader klemme ich mich an und warte 15-20 min, dann habe ich 80% geladen, meist ist eine Säule frei, bei den Tesla Ladeparks sowieso, die haben meist über 20 Ladepunkte, EnBW baut auch stark aus.

Bei der Wechselstation stehen jetzt 2-4 Autos vor mir, also muss ich erstmal 10-40 Minuten warten bis ich überhaupt dran bin. Dazu kommt, dass ich ja in die Station reinfahren muss, ich muss also am Fahrzeug bleiben und warten während ich am Schnelllader anschließe und gehen kann.
NIO hält 10 Akkus vor, 70kWh und 100kWh gemischt, keine feste Anzahl. Heißt nach 10 wechseln wartet man sehr lange bis die Akkus voll sind oder man muss auch diese Akkus Schnellladen.

Das ist ein bisschen wie mit den hochgelobten Wasserstoff-Autos, die ja auch in 5 Minuten tanken können, wenn sie als erstes an die Zapfstelle fahren. Mag sein dass es dann schnell geht, kommt man aber als sechstes oder zehntes an die Säule und die Verdichter müssen arbeiten, dann steht man schnell man eine Stunde herum.

Akkuwechselstationen bieten also nur einen Vorteil, wenn sie wenig benutzt werden, sonst nicht. Das ist mMn. eine echt schlechte Basis für ein Geschäftsmodell.
Die Investitionskosten sind zu hoch um viele Infrastrukturen und Akkus vorzuhalten die dann oft leer stehen und nicht benutzt werden.

Wichtiger Punkt, NIO hat eine Person pro Station. Warum ist das wichtig? Weil wir hier von Hochvolt-Komponenten und schweren Fahrzeugen sprechen. Geht etwas schief oder ein Roboter macht einen Fehler, so kann man keinesfalls zulassen dass der Kunde versucht da selbst etwas zu „lösen“.
Ein ausgebauter Akku mit offenen Kontakten falsch angefasst und man ist sofort tot. Da sind mir kontaktsichere Stecker in einer gesicherten und verriegelten Ladedose dann doch lieber.

Wichtig: Ein technischer Zwischenfall bedeutet die Wechselstation ist unbenutzbar. Im Ladepark wird dann halt eine von zig Säulen abgeschaltet, vernachlässigbar.

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Dann nenne das Teil halt Akkuwechselzentrum, ist gerade egal.
Der Unterschied wäre ja nur, dass es keine 10000 davon gäbe sondern nur 500.

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Der Wettbewerb am Markt wird es regeln. Es ist mit den vorhandenen Mitteln heute doch bereits alles nutzbar, Teslas haben mit 70kwh Akkus Reichweiten von 500-600km weil sie z.B. den Motor verbessert haben, Stichwort „lechis und synchron reduktanzmotor yt“.

Wir werden mit dieser Transformation/Zeitenwende viele Änderungen erleben, eine davon wird Effizienz sein und Automatisierung und Personaleinsparung an einer Stelle - weil wir das Personal an anderer Stelle brauchen! Es wird darum gehen, die Bildung und Kultur und generell die sozialen Felder mit gut qualifizierten Menschen auszustatten…

Ich verstehe nicht was daran „ein Traum“ wäre? Hochgefährliche Flüssigkeiten die austreten könnten sind also die bessere Lösung zu kontaktgeschützten „Stecker einstecken und warten“? Hab das Gefühl viele Menschen finden einfach nur das Pumpen von gefährlichen Flüssigkeiten oder Gasen toll.

Abseits davon dass man aktiv Flüssigkeit abpumpen müsste, was passiert dann eigentlich mit den, ich nenne es mal „energielosen Flüssigkeiten“? Kommen die Säuren in einen Tank und werden dann wöchentlich von einem Tankwagen abgeholt um wieder „aufgewertet“ zu werden? Oder legt man die Stromkabel dann zur Tanke und die werden dort wieder umgewandelt? Ist ja nicht so dass man dann auf einmal keinen Strom mehr brauchen würde um E-Autos zu betreiben, der Strom würde dann halt in die Flüssigkeit gehen. Braucht dann jede Tankstelle einen Megawatt Stromanschluss, den sie heute garantiert noch nicht hat?

„Auf einfachste Weise umrüsten“ ist hier echt ein Treppenwitz, die einzige Gemeinsamkeit ist dass etwas gepumpt werden muss.
Ähnlich wäre es wenn ich sagen würde, dass wir einfach die Verbrenner aus den Trinkwasserbrunnen tanken sollten, da wird auch was gepumpt und könnte „auf einfachste Weise umgerüstet“ werden.

Als Lösung also noch mehr Infrastruktur bauen, die dann nicht benutzt wird?

Muss man. 20 Autos stehen an 2 Wechselstationen und der letzte wartet eine Stunde vs. 20 Autos stehen an einem Ladepark und laden gleichzeitig in 15-30 min voll.

Kenne die Kosten der Wechselstationen nicht, vermute aber dass diese etwa gleich teuer wie ein ganzer Ladepark sind.

Was soll denn das Problem für eine Dienstreise sein? 400km sind heute realistisch mit einer Ladung drin, dann einmal 20 min Pause und man kann insgesamt ca. 700km fahren (Arbeitgeber die ihren Mitarbeitern zumuten/sie zwingen solche Strecken ohne Pause und schnellstmöglich zu fahren sollten sowieso Strafen erhalten, aber das ist nur meine Meinung).
Auch regt mich das Argument der Außendienstmitarbeiter (ich greife sicherheitshalber schon mal vor) auf. Diese Leute werden nicht dafür bezahlt 8h am Tag Auto zu fahren. Die fahren zu Kunden und arbeiten dort.
Habe genau dieses Thema gerade bei Verwandten im Unternehmen betreut, da ist dann trotz haufenweise Skepsis und Bedenken rausgekommen, dass die wenigsten Außendienstler mehr als 300km am Tag fahren. Das geht mir einer Ladung. Die Mitarbeiter selbst fanden Feldversuch mit E-Fahrzeugen übrigens richtig gut weil sie (man glaubt es kaum) häufig bei den Kunden Laden konnten.

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So ein Ansatz existiert bereits:

Es scheint aber zu keinem der anderen heutigen Ansätze, als BEV HEV usw. konkurenzfähig zu sein.

Das haben wir hier schonmal diskutiert: Elektroautos und Infrastruktur - #9 von Norbert