Gut 100 Jahre nach dem etwaigen Beginn der Elektrifizierung der Eisenbahnen, stehen wir an der Schwelle, auch für den Individual- verkehr den elektrischen Betrieb einzuführen. Dass dies so lange gedauert hat, liegt an der erst jetzt verfügbaren Batterietechnik. Wer von Beginn an Handys benutzt hat, kann aus eigener Erfahrung die Fortschritte beim Bau leistungsfähiger Akkumulatoren ermessen: So klein wie heute waren die Handys und die Batterien noch nie! Das hat dazu geführt, dass solchermaßen leistungsdichte Lithium-Ionen-Batterien inzwischen auch für Straßenfahrzeuge geeignet sind – und nach und nach auch unter wirtschaftlichen Bedingungen angeboten werden können.

Erste streckentaugliche elektrische Serien-Straßenfahrzeuge deutscher Produktion waren ab 2013 von Volkswagen die Modelle e-up und e-Golf und von BMW der i3 – der BMW i3 ist als erstes reines Elektrofahrzeug in Leichtbauform konstruiert. Die beiden letztgenannten Fahrzeuge verfügen über eine Batterie mit 24,2 bzw. 22 kWh Bruttokapazität, können hiervon 20,5 bzw. 18,6 kWh aktiv nutzen und 85 kW (116 PS) bzw. 125 kW (170 PS) bei 140 bzw. 150 km/h Dauer-Höchstgeschwindigkeit leisten. Aktuell werden diese Fahrzeuge in etwa weiterhin zum damaligen Preis geliefert - aber mit einer um rd. 50 % vergrößerten Batterie*.

Das Besondere an diesen Fahrzeugen ist die (aufpreispflichtige) Option „Gleichstrom-Schnellladen“, auch Combinded Charging System (CCS)** genannt. Das CCS-Ladegerät befindet sich in der festen Ladestation, das Fahrzeug wird mit Gleichstrom von bis zu 50 kW DC geladen. Um dies zu ermöglichen, kommuniziert das Fahrzeug mit der Ladestation und ruft von dieser die jeweils verträgliche Ladeleistung ab. Das führt in der Praxis dazu, dass (z. B. beim BMW i3 erster Generation) bis zu 2⁄3 der Batteriekapazität mit voller Leistung eingespeist wird. Ab da wird progressiv zurückgeregelt. Vom Ladezustand 80 % an dauert das restliche vollständige Aufladen noch eine Stunde. Diese schonende Behandlung soll die Lebensdauer der Batterien verlängern. Wie es am deutschen Markt mit der Entwicklung weitergeht, wird spannend.

Wegbereiter der Elektromobilität waren/ist die japanische Autoindustrie und die französische, diese sind in Kooperation und um Jahre der Entwicklung in Deutschland voraus. Beide Nationalitäten setzen auf das Laden mit Drehstrom von bis zu 43 kW Leistung (3 x 63 A). 22 kW (3 x 32 A) sind hier der Standard. Die hierzu nötigen Ladeeinheiten sind im Fahrzeug installiert und werden mitgeführt. Das Modell Zoé von Renault ist ein reines Elektrofahrzeug (Batteriekapazität vergleichbar mit der im BMW i3) und hat in Deutschland eine große Fangemeinde. Auch die japanische Industrie hat ein DC-Schnellladesystem entwickelt, das CHAdeMO heißt und ebenfalls bis zu 50 kW DC liefern kann. Z. B. ist der Nissan Leaf mit der CHAdeMO-Schnellladung erhältlich. Der CHAdeMO-Standard ist auch in Deutschland verbreitet und zwischenzeitlich an den meisten CCS-Schnellladestationen zusätzlich anzutreffen, d. h. diese Ladestationen verfügen über drei Nutzungsmöglichkeiten: CCS, alternativ CHAdeMO (CCS und CHAdeMO lassen sich nie gleichzeitig verwenden, da sie sich das Ladegerät teilen) und/oder Drehstromladen 20 kW, Typ 2.

 

Zur Firma Tesla

Tesla ist eine Firma aus Kalifornien, die ausschließlich Elektroautos herstellt. Man sagt, Tesla treibe die deutsche Automobilindustrie vor sich her, was von den Zulassungszahlen her gesehen nicht behauptet werden kann: Im Jahre 2016 waren in Deutschland bis Oktober insgesamt 1.595 Tesla-Fahrzeuge neu zugelassen worden, davon im Oktober 90 Stück. Die Tesla-Fahrzeuge stechen jedoch aus der gesamten Szene wegen der mit den Fahrzeugen untrennbaren Botschaft hervor: ein unverwechselbares Design, eine noch von keinem anderen Serienfabrikat erreichbare Reichweite und Beschleunigungsvermögen, das lebenslange kostenlose Laden von Strom, alles Alleinstellungsmerkmale. Tesla errichtet weltweit sog. Supercharger-Schnellladestationen, die nur für Tesla-Fahrzeuge geeignet sind. Was oben die erwähnten 50 kW DC Ladeleistung sind, wird bei Tesla durch 120 kW DC Ladeleistung bei weitem übertroffen. Tesla verwendet zur Übertragung dieser Leistung den normalen Typ 2-Stecker, der normalerweise nur zum Drehstromladen verwendet wird. (Wie das genau funktioniert, ist nicht offengelegt.)

Man kann aus alldem lernen, dass es bei der Streckentauglichkeit von Elektrofahrzeugen auf die Zeitdauer ankommt, mit der unterwegs nachgeladen werden kann.

 

 

 

* Aktueller BMW i3 mit 94 Ah Batteriekapazität und 96 Batteriezellen in Serie. 94 Ah x 96 x 3,57 V Zellspannung = 32,2 kWh. Die Batteriekapazität wird brutto mit 33,2 kWh, netto mit 27,2 kWh angegeben. Das heißt, 6 kWh Batteriekapazität bleiben ungenutzt, denn die Batterie wird nie ganz entladen und nie ganz vollgeladen – zum Erhalt der Lebensdauer. Einmal von netto null auf netto 100 % vollgeladen, werden rd. 35 kWh Strom benötigt, um daraus 27,2 kWh bereitstellen zu können (Wirkungsgrad von Laden und Entladen rd. 78 %).

 

** Combined Charging System. Combined deshalb, weil es sich um einen Typ 2-Stecker handelt, der um zwei Gleichstrompole erweitert worden ist. Man kann also mit diesem Steckersystem entweder Wechselstrom/Drehstrom (AC) laden oder Gleichstrom DC. Zwei zusätzliche Steuerkontakte stellen die Verbindung zwischen Fahrzeug und Ladestation her.