Batteriegarantie über 400.000 km

Alles zum Energiespeicher eines Elektroautos

Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon dkt » So 13. Okt 2013, 06:08

In dem 2ten Vortrag von Lars Thomsen zum Thema "In 520 Wochen stirbt der Verbrenner", ist eine wichtige Botschaft fast untergegangen.

Zum einen hat er erwähnt, dass jetzt auch Samsung Zellen für Tesla produziert und liefert. Zum anderen hat er erwähnt, dass die Tesla Produktion jetzt, in ihrer Ausweitung beim Tesla S, abhängig ist von der Zulieferung der Zellen.

Mit anderen Worten: Die Zellproduktion stößt an ihre Grenzen. Als Folge davon werden die Kapazitäten hochgefahren und der Preis für eine gespeicherte kWh sinkt auf unter $ 150 oder € 111. Das ist die eine Seite der Botschaft. Die Andere ist, dass die Hersteller die Lebensdauer von ehemals 800 Zyklen bis zur 80% Grenze, auf nun aktuelle 1.600 erhöht haben. Beides zusammen, die neue Zyklenfestigkeit und der Preis, ermöglichen es Tesla – und potentiell auch anderen Hersteller - jetzt im Speichervolumen hochzufahren.

Das Speichervolumen ist beim Auto, in seiner Größe, unmittelbar mit der Haltbarkeit verknüpft. Nimmt man den Tesla S - z. Bsp. - mit 85 kWh und einer mittleren Distanz von 400 km pro „Tankfüllung“, so wäre das – rein rechnerisch – eine Haltbarkeit der Batterie über 640.000 km, also weit außerhalb der Vorstellung. Thomsen hat als Mittel 400.000 km angenommen. Ein Wert, der sich sicherlich der Praxis annähert. Nimmt man dazu im Vergleich die begrenzte Kapazität der Batterie beim i3 mit 18 kWh, so ergibt sich – bei gleicher Zelle – eine Garantie über nur etwas weniger als 200.000 km. Das wäre schon doppelt so viel, wie BMW tatsächlich Garantie gibt, aber es zeigt auch, die Anhängigkeit der Lebensdauer der Batterie, von ihrer relativen Kapazität, im Vergleich zum Verbrauch auf 100 km.

Was sollten – meiner Meinung nach - die deutschen Hersteller daraus lernen?

Sie sollten den Versuch unternehmen, auf diesen attraktiven Preis und diese Zellen zuzugehen, um damit nicht nur die Reichweite zu erhöhen, sondern auch die Haltbarkeit. Ganz abgesehen von dem Preisvorteil. Denn – so Thomsen – die deutschen Hersteller bewegen sich immer noch im Batteriepreis bei einer Größenordnung von etwa dem Fünffachen der Teslakosten.
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Beitragvon molab » So 13. Okt 2013, 08:01

Im gleichen Zug sagt er allerdings, dass das genauso auch für Pouches gilt. Es ist also eine generelle Aussage, das Batterien billiger und haltbarer werden.
Das ist sicher auch richtig. Zumindest solange zB keine Keramikseparatoren gewollt werden (sondern angeknackste/überhitzte Batterien halt brennen dürfen) und solange es keine Rohstoffverknappung bei Lithium gibt. Ob das Lithium für die Massenmotorisierung mit 85kWh reicht, weiß ich nicht. Bin aber auch kein Zukunftsforscher. Ihn halte ich auch in erster Linie für einen Marketingmann - einen guten allerdings :)
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Re: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon Twizyflu » So 13. Okt 2013, 09:46

Anderswo schrieb jemand, dass der Vortrag undurchdacht sei, da er die Induktionsladetechnik außer Acht gelassen habe und ebenso die Brennstoffzellentechnik.
Nichtsdestotrotz ein toller Vortrag.
Vielleicht fahren wir ja wirklich in 10 Jahren Autos der Marke Samsung?
Geben tut es sowas ja bereits.

http://de.m.wikipedia.org/wiki/Samsung_SM3
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Re: AW: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon dkt » So 13. Okt 2013, 12:49

molab hat geschrieben:
Das ist sicher auch richtig. Zumindest solange zB keine Keramikseparatoren gewollt werden (sondern angeknackste/überhitzte Batterien halt brennen dürfen) und solange es keine Rohstoffverknappung bei Lithium gibt. Ob das Lithium für die Massenmotorisierung mit 85kWh reicht, weiß ich nicht.



Auf der eCartec in München, ich glaube es war die erste dieser Art, habe ich einen Vortrag von einem Wissenschaftler (Dr. Ing. Thorsten Buhmester von Chemettal) gehört, der für die Organisation der Lithium Produzenten gesprochen hat. Sinngemäß hat er damals, an Hand von Statistiken, den theoretischen Verbrauch von Lithium, im Falle einer weltweiten Entwicklung zum Elektroauto beschrieben.

Dazu aus meinem Beitrag seinerzeit im AMS Forum das folgendes Zitat:

„Das Fazit von Dr. Ing. Thorsten Buhmester – Manager Batterie Materials - war, dass es keinen Grund zu irgendeiner Sorge gibt, bzw. die Vorräte in einem Bereich von mehr als 1000 Jahren Verbrauch, auch unter dem Gesichtspunkt der vollständigen Elektrifizierung mit Lithium Batterien reichen.

Zu den Kosten wurde noch angemerkt, dass zur Zeit das notwendige Lithium für die Batterie weniger als ein Prozent der Kosten verursacht. Als Beispiel wurde eine Fahrzeugbatterie von 25 kWh mit 900 $ pro kWh Kosten genommen, die etwa 6,5 kg Lithiumkarbonat benötigte.“

Quelle mit Quellenangabe:

http://www.auto-motor-und-sport.de/foru ... 3%96llobby

http://www.rockwoodlithium.com/index.php?id=56

Damit war für mich das Thema Mangel erledigt.
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Re: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon Kelomat » So 13. Okt 2013, 20:56

Ich behaupte immer noch: Die deutsche Autoindustrie will keine E-Autos bauen.

Warum?
Weil sie ihre Kernkompetenz bei Verbrennungsmotoren haben. Das Ding braucht man beim E-Auto allerdings überhaupt nicht.
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Sonst keine fossile Dreckschleuder zur Fortbewegung ;)

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Re: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon bm3 » So 13. Okt 2013, 21:08

Twizyflu hat geschrieben:
Anderswo schrieb jemand, dass der Vortrag undurchdacht sei, da er die Induktionsladetechnik außer Acht gelassen habe und ebenso die Brennstoffzellentechnik.
Nichtsdestotrotz ein toller Vortrag.
Vielleicht fahren wir ja wirklich in 10 Jahren Autos der Marke Samsung?
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Ich denke der der das schrieb sollte besser auch nochmal drüber nachdenken, bei der Brennstoffzellentechnik sind wir nach 20 Jahren Forschung lange noch nicht soweit und immer noch nicht da wo wir hin sollten. Wir haben bei der Produktion des Wasserstoffs und in der Brennstoffzelle zweimal eine immer noch dermaßen schlechte Effizienz, so dass man das solange vergessen kann wie Wasserstoff auch nur anteilmäßig aus fossilen Brennstoffen produziert wird.
Und falls man den irgendwann mal aus EE produziert dann bitte nur mit dem Überschuss der nirgendwo anders verbraucht werden kann !
Bei der Induktionsladung hat man ein Problem welches bei hohen Übertragungsleistungen zu Tage tritt. Und die Welt ruft ja nach Schnellladungen !

Zu den günstigen Zellenpreisen, Tesla sieht die natürlich, die Mitbewerber aber schon nicht mehr weil die nicht annähernd an die Abnahmemengen von Tesla kommen. Und der Endverbraucher hier der sein Häusschen irgendwann mit Speicher ausrüsten will sieht davon auch garnichts bis jetzt.Ich hätte schon längst einen Lithium-Speicher wenn ich an ihn auch nur zum doppelten Preis käme wie ihn Tesla zur Zeit bezahlt !


Viele Grüße:

Klaus
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Re: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon Twizyflu » So 13. Okt 2013, 23:03

Ja aber auch andere Hersteller sind fähig große Volumen herzustellen was Fahrzeuge angeht.
Und dann werden die auch Akkus in Massen ordern
Nur müssen oder wollen sie das noch nicht.
Tesla muss aber. Die haben eben nur das E-Auto als Kernkompetenz
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Re: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon dkt » Mo 14. Okt 2013, 06:20

bm3 hat geschrieben:
Zu den günstigen Zellenpreisen, Tesla sieht die natürlich, die Mitbewerber aber schon nicht mehr weil die nicht annähernd an die Abnahmemengen von Tesla kommen. Und der Endverbraucher hier der sein Häusschen irgendwann mit Speicher ausrüsten will sieht davon auch garnichts bis jetzt.Ich hätte schon längst einen Lithium-Speicher wenn ich an ihn auch nur zum doppelten Preis käme wie ihn Tesla zur Zeit bezahlt !


Hallo Klaus,

wenn man einmal die technische und preisliche Entwicklung von der strategischen Seite her betrachtet, dann kommt mir eine Reihe von Überlegungen in den Kopf.

Nehmen wir das Beispiel Tesla. Tesla hat seinerzeit erkannt, dass die Batterie und ihre Alltagstauglichkeit darüber entscheidet, ob ein Elektroauto marktfähig ist. Also hat Tesla als Zelle eine Zelle genommen, die schon in fast jedem Laptop verwendet wird. Da war schon eine Produktion von großen Mengen dahinter. Im Ergebnis hat dann Tesla zusammen mit dem Hersteller diese Zelle optimiert (von 800 Zyklen auf 1.600) und ein optimales BMS mit Flüssigkeitsklimatisierung drum herum gebaut. Dabei ist ein enormer Zellmengenbedarf entstanden, der den Preis in den Keller geschickt hat. Das Temperaturfenster konnte dabei eigentlich egal sein, so die Klimatisierung gut war. Die Rundzelle läßt sich optimal klimatisieren. Hinzu kam, dass auch das Thema Haltbarkeit, nicht nur beim Zellhersteller angesprochen wurde, sondern auch in der Größe des Speichers, mit begleitet wurde.

Tesla hat somit – unbestritten – heute für heute, eine gebrauchsfähige Batterie mit langer Lebensdauer und großer Reichweite. Jede Münze hat jedoch zwei Seiten. Tesla ist damit – auf lange Sicht – untrennbar mit dieser konischen Konfiguration der Zelle verbunden. Ein Wechsel zur Pouch Konfiguration wäre ein riskanter und kostenträchtiger Schritt.

Nun zu den deutschen Herstellern, nehmen wir das Beispiel BMW. Die sind einen anderen Weg gegangen. Sie haben sich für großformatige Zellen mit großer Speicherkapazität entschieden. Das Gute daran ist – und da gibt es für mich wenig Zweifel – das ist die Zukunft. Das Schlechte daran ist, neben der Entwicklungszeit die die Zelle benötigt, wird sie in relativ kleiner Stückzahl zu Anfang gebraucht und gebaut und ist deshalb relativ teuer. Damit beißt sich auch noch die Katze der Haltbarkeit in den Schwanz. Weil der Preis noch so hoch ist, muss der Speicher klein bleiben. Damit wird die Haltbarkeit (in km Leistung) reduziert (BMW 100.000 km Garantie) und natürlich die Reichweite begrenzt. Beides ist wiederum schädlich für den großen Verkaufserfolg und die Masse der Zellproduktion.

Jetzt erwartet jeder von mir sicherlich, wie sehe ich eine Lösung dieses Problems.

Deutschland muss die Automatisierung der Flachzellenproduktion vorantreiben mit dem Ziel jeden Preisvorteil daraus sofort an den Elektroautomarkt weiterzugeben ( durch Preisentwicklung, Reichweitenverlängerung und Garantieerweiterung) und Tesla muss aufpassen, dass es nicht zu lange bei seinem Zellenkonzept bleibt. Auch ist die Flachzelle schlechter zu klimatisieren, wie eine Rundzelle.

Spätestens dann, wenn Tesla erfolgreich das Massenauto in den Markt gebracht hat und ich vermute mal, mit der bisherigen Zelltechnologie, dann müsste Tesla bei den Topmodellen den Versuch riskieren, auf die Flachzelle umzusteigen, da dieser Hochpreismarkt dafür geeigneter wäre. Deutschland hat, wenn es den Spagat zwischen Kosten und Menge in den Griffbekäme, dann schon die Zukunftstechnologie.

Soweit meine Gedanken.

Viele Grüße

Dieter
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Re: AW: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon molab » Mo 14. Okt 2013, 06:54

Den Wechsel von Rundzellen zu Pouches halte ich für eigentlich gut machbar. Der Smart ED2 hatte eine flüssig temperierte Rundzellen-Batterie von Tesla, der ED3 hat nun eine flüssig temperierte Pouches-Batterie. Ebenso der i3. Die B-Klasse hat wiederum eine Rundzellen-Batterie. Hängt einfach davon ab, wie hoch der doppelte Boden ist, dh. wie hoch die Batterie bauen darf. Wenn der Platz in der Höhe vorhanden ist, nimmt man Pouches. Bei der B-Klasse war kein Platz, die hat nur 10cm verfügbare Höhe (im Gegensatz zum Smart halt nicht originär als E-Auto geplant). Beim Model S wollte Tesla ein flaches Auto. Könnte mir durchaus vorstellen, dass der Gen3 dann Pouches hat (sicherlich, wenn Tesla mal mit Leichtbau beginnt). Rundzelle oder Pouch ist keine Grundsatzfrage.
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Re: AW: Batteriegarantie über 400.000 km

Beitragvon dkt » Mo 14. Okt 2013, 14:09

molab hat geschrieben:
Den Wechsel von Rundzellen zu Pouches halte ich für eigentlich gut machbar. Der Smart ED2 hatte eine flüssig temperierte Rundzellen-Batterie von Tesla, der ED3 hat nun eine flüssig temperierte Pouches-Batterie. Ebenso der i3. Die B-Klasse hat wiederum eine Rundzellen-Batterie. Hängt einfach davon ab, wie hoch der doppelte Boden ist, dh. wie hoch die Batterie bauen darf. Wenn der Platz in der Höhe vorhanden ist, nimmt man Pouches.(...) Rundzelle oder Pouch ist keine Grundsatzfrage.



Als Nichtfachmann bin ich leider nur wenig in der Lage, das Zellformat in seiner Zukunftsfähigkeit zu bewerten.

Nach den Erklärungen der Hersteller auf der eCar Tec und IAA seinerzeit 2009, wurden folgende Argumente vorgetragen:

Der Durchmesser des Wickelvorgangs für eine Rundzelle ist begrenzt. Genaues habe ich nicht mehr im Gedächtnis. Bei Faltvorgängen zu Flachzellen, war damals das Argument, kann man erstens, größere Flächen bekommen, bzw. es ist, der Produktionsprozess, bis zur Vollautomatik, sehr gut möglich (Siehe Leclanché in Willstädt). Im Falle der Feststoffzelle (Zukunftsmusik, Toyota hat kürzlich einen Prototyp vorgestellt) wurde ebenfalls die Flachzelle bevorzugt. Weniger genau war man im Falle des Volumens für gleiche Speicherkapazität, aber man konnte heraushören, dass die Rundzellenbatterie eher mehr Volumen (für gleichen Speicher) benötigt, gegenüber der Flachzelle. Die Frage der Gehäuse Konfiguration wurde damals auch in Abhängigkeit von dem Kühlsystem diskutiert. Mein persönliches Urteil über all die Meinungen war damals. Flüssigkeitskühlung braucht ein stärkeres, Gehäuse, als Luft. Bei der Flachzelle hingegen, wurde immer wieder erwähnt, dass die „Stacks“ nicht zu viele Schichten enthalten durften, weil damit die Wärmeableitung schwieriger wird.

Flüssiger Elektrolyt – so gab es einige Meinungen - ist in der Rundzelle besser aufgehoben, Polymerstrukturen hingegen besser in der Flachzelle. Flachzellen sind in der Form besser anpassbar, als Rundzellen (Continental zeigt 2009 auf der IAA im Hinterzimmer einen Prototyp einer flexiblen Flachzelle, zum Einbringen in unterschiedliche Hohlräume im Auto).

Kurz und gut, das hat mich bis heute dazu veranlasst, der Flachzelle mehr Zukunft einzuräumen als dem Zylinder. Zum Thema, was ist leichter (Speicherkapazitätsweise verglichen); Rundzellengehäuse oder Flachzellengehäuse, konnte ich mir bis jetzt keine Meinung bilden.

Falls Batteriebauer hier im Forum sind, wäre ich um Klarstellungen und Korrekturen sehr dankbar.
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