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www.sueddeutsche.de/automobil/149/483593/text/


Nissan Leaf
Die Kraft aus der Dose
10.08.2009, 10:27
Von Joachim Becker

Nissan stellt mit dem Leaf das erste konsequent als Elektrofahrzeug entwickelte Auto vor.

Ein Mann, eine Mission. "Wir sind froh, dass andere Autohersteller die falsche Entscheidung treffen und noch nicht konsequent auf den elektrischen Antrieb setzen", freute sich Carlos Ghosn vor wenigen Tagen bei der Vorstellung des E-Mobils Nissan Leaf. Denn der Konzernchef von Renault-Nissan hält bis zum Jahr 2020 einen Elektro-Anteil von zehn Prozent am Automobilmarkt für sehr realistisch: "Wir sehen Elektroautos nicht als Nische, sondern als Massenmarkt."

Der fünfsitzige Öko-Pionier Leaf - zu deutsch: Blatt - kommt Ende 2010 zunächst in Japan auf den Markt, dann in den USA sowie in Portugal, Irland und Dänemark. 2011 soll das erste konsequent als Elektrofahrzeug entwickelte Auto in Deutschland angeboten werden. Allerdings ohne die 250 Kilo schwere Batterie: Der Lithium-Ionen-Akku, der mindestens 100.000 Kilometer halten soll, muss geleast werden.

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Dieses Joint Venture zwischen Bosch und Samsung SDI wird unter anderem auch BMW Lithium-Ionen-Batterien für künftige Elektrofahrzeuge liefern.

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Erste Fahrversuche [mit dem i-MiEV] zeigen, dass im Alltag aber schon bei rund 100 Kilometer Schluss ist. Dann muss der i-MiEV sieben Stunden lang an die Steckdose. Der Nissan Leaf soll an Schnellladestationen in weniger als 30 Minuten gut 80 Prozent der Batteriekapazität nachfüllen können. Doch die starke Hitze, die bei solchen Blitzbetankungen in den Zellen entsteht, lassen Lithium-Ionen-Batterien schnell altern.

Mit 4,44 Meter Länge will der Nissan Leaf ein voll alltagstaugliches Familienauto sein. Deshalb kalkulieren seine Erbauer für 2011 schon mit einem Volumen von rund 50.000 Einheiten; zwei weitere E-Modelle von Nissan sollen folgen.

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ostbey schrieb:
www.sueddeutsche.de/automobil/149/483593/text/



Erste Fahrversuche [mit dem i-MiEV] zeigen, dass im Alltag aber schon bei rund 100 Kilometer Schluss ist. Dann muss der i-MiEV sieben Stunden lang an die Steckdose. Der Nissan Leaf soll an Schnellladestationen in weniger als 30 Minuten gut 80 Prozent der Batteriekapazität nachfüllen können. Doch die starke Hitze, die bei solchen Blitzbetankungen in den Zellen entsteht, lassen Lithium-Ionen-Batterien schnell altern.


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Also wenn Pannasonic und Toyota meinen, dass es noch nicht soweit (für den Massenmarkt) mit LithiumIon Batterien ist - dann ist es halt noch nicht so weit

Gruss

Sehe ich ähnlich - ich denke, es gibt sehr gute Gründe, derzeit noch auf die bewährte NiMh-Akku-Technologie zu setzen, auch wenn diese gegenüber LiIon und Folgetechnologien ein ungünstigeres Verhältnis von Größe/Gewicht zu Kapazität aufweist. Es glaubt doch wohl niemand ernsthaft, dass Konzerne wie Daimler, BMW und Toyota ihre neu entwickelten Hybrid-Fahrzeuge (mit nur einer einzigen Ausnahme) weiterhin mit NiMh-Akkus ausliefern werden, wenn es dafür nicht sehr gute Gründe geben würde?! Marketingtechnisch ist damit nämlich kein Blumentopf zu gewinnen, also sind es Sachzwänge.

Die Hersteller reiner E-Mobile befinden sich in einer noch größeren Zwickmühle: Das Auto muss einerseits möglichst weit am Stück fahren können, sonst reduziert sich die Zielgruppe zu stark. Andererseits muss der Akku ein Autoleben lang halten, sonst kauft das Ding erstrecht niemand. Die Kombination aus der notwendigen Energiedichte und der gleichzeitig ausreichend langen Lebensdauer scheint es aber noch nicht zu geben.

Die aufwändige Akku-Hätschel-Technologie der S-Klasse lässt sich bei E-Mobilen gleichfalls nicht verwenden. Es ist schlicht unpraktikabel und auch wirtschaftlich nicht zu bewerkstelligen, einen 250 kg-Akku in ein gekapseltes, klimatisiertes und feuerfestes Gehäuse unterzubringen. Also muss man warten, bis die Akku-Technik soweit fortentwicklet wurde, und den Übergangszeitraum überbrückt man mit einem Leasing-Modell.

Das Konzept ist klar: Stirbt der LiIon-Akku, ist das Sache des Vermieters und kann somit den Käufer relativ kalt lassen. Das schafft Vertrauen, und so könnte das auch funktionieren. Wenn man das anders macht und dann eine nennenswerte Zahl von Akkus nach mehr oder minder kurzer Zeit die Grätsche machen, wird das die ganze Technik diskreditieren.

Grüße, Egon

Hallo Egon,

Das mit den Lithium-Akku ist so eine Sache...

Im prius wird der Akku ziemlich geknechtet.. bei 200V und 6,5Ah bringt Toyota aus den Akku 25kW... das sind nominal 125A...

Das ist das 20-fache der Kapazität... Von 100% SOC auf 0 kommt man in diesen Tempo in 3 Minuten.. sprich.. der Prius-akku wird ganz schön geknechtet.. und wenn ein Akku geknechtet wird, wird er warm... und deshalb brauchen die armen auch aktive Kühlung.. hat der Prius, und der Merzedes Akku ja auch...

Beim Prius werden bei voller leistung im Akku so grob (wirklich ganz grob) um die 125A^2*0,25Ohm=4kW in Wärme umgesetzt... bei 50Kg Akku sind das immerhin 80W pro Kg Akku.

Ganz anders bei einen reinen Elektroauto... da muss der Akku ja groß genug sein, um längere Strecken zu fahren... das hat einen NOCH geringeren Innenwiderstand zur Folge.. ausserdem ist die Masse größer... durch die mäßigere Belastung des Akkus erwärmt er sich nicht so start...

der Leaf zum bleistift soll 24kWh kapazität haben... das soll dann 250kg wiegen... der Motor leistet 80kW.. zur Einfachheit nehme ich mal die gleiche Spannung wie der Prius.. also wieder 200V...

I=P/U=80000W/200V=400A...
Die Kapazität der Akkus muss bei 24kWh doch etwas grösser sein...
24000Wh/200V=120Ah... also die 18-fache Kapazität...

Wenn wir jetzt annehmen, dass der Li-Akku bei gleicher Kapazität den gleichen Innenwiderstand wie NiMh hat (das sollten die Dinger schon haben), dann hat der Akku natürlich nur 1/18tel des Innenwiderstands vom prius-Akku.. also 0,25Ohm/18=0,013Ohm oder 14mOhm......

Jezt die Verluste im Akku...

P=400A^2*0,013Ohm =2080W.. also 2kW bei Vollast im Vergleich zu 4kW beim Prius..

Allerdings teilt sich diese Leistung jetzt ja auf 250kg auf.. also lediglich 8W/kg Akku..

Damit lässt sich doch eine wesentlich lässigere Kühlung realisieren, als beim Prius-Akku.. und zusätzlich dürfte es ziemlich schwer sein, im normalen Alltag wirklich über eine längere Zeit die 80kW aus den Akku zu holen.

Von daher denke ich, dass ein grosser Akku einfacher zu handeln ist.. kostet natürlich ein bisserl was.. aber er wird ja bei weitem nicht so extrem belastet, wie der Akku des Prius.

ciao

Florian

ps.: Ja, ich hab' die Wärmekapazität nicht berücksichtigt.. meine Faulheit

Naja, so sehr geknechtet wird der Akku nun auch wieder nicht.

Meine Modellbauakkus früher habe ich auch mit 150A belastet. Und die hatten nur 2Ah und außer dem Fahrtwind keine Kühlung.

Das die Akkus in 5min nahezu vollständig entladen waren trotz Rekuperation war die Regel und nicht die Ausnahme.

Allerdings haben die das meist nur 30-50 mal mitgemacht, ehe sie zu Trainingskkus degradiert wurden.

Und nach ca. 100 Ladevorgängen war meist schon Ruhe.

Hallo,

Ja.. im modellbau werden die Akkus meist noch etwas böser rangenommen.... dementsprechend ist die Lebensdauer dann auch etwas geringer...

was ich eigentlich zeigen wollte ist, dass ein Elektroauto-Akku deutlich weniger Stress sieht, als der eines Hybridautos... der eine ist auf Kapazität optimiert, der andere auf Leistung.. und wenn ich 160km weit kommen soll, bei einen Schnitt von vielleicht 60km/h (Überland mit Ortsdurchfahrten), dann sind das fast drei Stunden, die das Entladen dauert... also so um die 0,3C.. das KANN nicht stressig für den Akku sein

ciao

Florian

Ich habe gelesen, dass einige Teslas thermische Akku-Probleme hatte. Die wurden schlicht so heiss, dass die aktive Kühlung es nicht geschafft hat, die Temperatur im grünen Bereich zu halten.

Das mag allerdings auch daran liegen, dass es sich um einen Sportwagen handelt, was wegen der geforderten Fahrleistungen vermutlich zu sehr hohen Strömen führt. Nehme ich jedenfalls an, ich weiß es nicht.

Grüße, Egon

Hallo Egon,

ich kenne die genauen Daten des Tesla-Akkus nicht.. alles, was man hört ist, das es um die 6000 Einzelzellen sind (aua).

Wenn man die doppelte Leistung entnimmt, vervierfachen sich die Verluste im Akku...

Man kann ja einfach mal einen Akku innerhalb von 3h leernuckeln.. das dürfte dann grob der Belastung im Kia entsprechen. Dabei am besten thermisch gut isoliert einpacken.. so als worst-case.. im Auto ist er ja auch von anderen Akkus umgeben...

ciao

Florian

florians schrieb:
Hallo Egon,

ich kenne die genauen Daten des Tesla-Akkus nicht.. alles, was man hört ist, das es um die 6000 Einzelzellen sind (aua).


Florian

Ich hatte was von 12.000 gehört

Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Akkublock, der aus n-Tausend Einzelzellen besteht, lange überlebt. Jeder, der schonmal Akkusätze geladen hat, weiss, was ich meine: Eine Zelle ist immer die schwächste, und die reisst bei jedem Lade-/Entladevorgang den ganzen Block zunehmend ins Verderben.

Beim Prius wird schon ein enormer Aufwand getrieben, um das halbwegs im Griff zu behalten (aufwändiges Lademanagement, Vorselektion und Kopplung von Zellen mit fast identischen Eigenschaften usw.). Aber n-Tausend? Mutig.

Auf Spiegel Online ist auch ein Bericht zum Nissan Leaf zu finden.

Das liest eigentlich ganz interessant und könnte sicher einige Kunden anlocken. Aber wievielen Leuten gefällt das Teil wirklich? In meinen Augen fällt das Design voll durch.

Es scheint eine Pflicht zu geben die verlangt, dass ein E-Auto auch möglichst hässlich sein soll und möglichst wenig vom Aussehen eines Autos haben darf.

Zum Glück gibts (oder wird es geben) Toyota, Lexus, Tesla und Ampera. Da wurde verstanden was die Kunden wollen (oder sind daran es zu verstehen)

Mittelfristig wird sich das Problem nur durch "intelligente Zellen" reduzieren lassen.

D.h. in einer Zelle oder einem kleinen Zellenblock ist eine Elektronik integriert, die die defekten Zellen überbrückt / abklemmt.

Bei 6000 Zellen macht es (dann) ja auch nix, wenn da mal 1,2 oder 60 Stück ausfallen.

Ein paar Volt weniger machen auch nix, da das Schaltnetzteil Spannung und Strom sowieso in weiten Grenzen beliebig bereitstellt.

Ich schätze mal, das 1 - 2 MOSFETs pro Zelle(nblock) den Akkupreis auch nicht nennenswert erhöhen, die Lebensdauer aber drastisch.

Auch könnte in jeder Zelle dann ein Temperatursensor drin sein und zusammen mit einer Spannungsüberwachung bei verdächtigen Änderungen sofort den Ladestrom reduzieren (der Entladestrom ist ja nicht so kritisch bei den großen Akkus).

Denkbar wäre auch, schlechtere Zellen bewußt zu schonen:

Im Falle die Spannung/Kapazität einer Zelle sinkt im Vergleich zu den anderen zu sehr ab, wird mittels der Transistorschaltung der Entladestrom umgeleitet.

Alle Zelle(nblöcke) würden dann an einem Bus hängen und ihren Gesundheitszustand dem Steuergerät mitteilen, welches dann die Schon-, Pflege- und Notfallmaßnahmen erledigt.

mopar schrieb:
Das liest eigentlich ganz interessant und könnte sicher einige Kunden anlocken. Aber wievielen Leuten gefällt das Teil wirklich? In meinen Augen fällt das Design voll durch.

Es scheint eine Pflicht zu geben die verlangt, dass ein E-Auto auch möglichst hässlich sein soll und möglichst wenig vom Aussehen eines Autos haben darf.
Das ist aber genau die Kritik, die häufig (vor allem in der Presse) auch zum Prius zu hören ist: Tolles technisches Konzept, aber designmäßig völlig daneben.

gshybrid schrieb:
Das ist aber genau die Kritik, die häufig (vor allem in der Presse) auch zum Prius zu hören ist: Tolles technisches Konzept, aber designmäßig völlig daneben.

Hallo gshybrid

Das ist tatsächlich so. Jedoch hat der Prius in Sachen Design bei jedem Modell zugelegt und der P3 wird sogar in der Presse als "sehenswert" taxiert.

Design und Gefälligkeit sind natürlich sehr persönliche Ansichten. Aus meiner ganz persönlichen Sicht sind Leaf, MIEV und Co. eher auf der hässlichen Seite, Prius 3, Honda Insight, Tesla und Ampera hingegen auf der schöneren Seite.

Gruss mopar