quo vadis, Sportwagen?
Mit Elektroautos ist es ein Leichtes, hohe Leistung zu erreichen. Deshalb sind Sportwagen künftig wohl stark elektrifiziert. Allerdings, je höher die Leistung, desto schneller ist der Akku leer. Und das ist ein Zielkonflikt, der momentan nicht lösbar ist. Fette Akkus haben ein hohes Gewicht und das verhagelt die Kurvengeschwindigkeiten und die Bremsleistung. Deshalb werden elektrische Sportwagen in absehbarer Zukunft wohl keine 750kg Akkus mitschleppen, wie sie der Tesla Model S hat. Und selbst der schafft bei häufig hoher Leistungsabgabe auf einer Rennstrecke bei etwa 80% Leistungsabgabe der 500kW Motorleistung mit seinem 100kWh Akku nur etwa 15 Minuten Fahrt, also kaum 40km Reichweite. Das wird für Sportwagen, wie wir sie kennen und erwarten, wohl nicht reichen.
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@Razzemati schrieb am 13. Dezember 2019 um 14:18:44 Uhr:
kranken Welt
hirnkrank
keine Sau interessiert,
asozialen Medien
bekloppte Anhängerschaft
Deppen
Vollpfosten
Grinsefaktor auf Fratzebuch
bekloppt
ertragen
Unfassbar
250 Puls und Abendlandsuntergangsphantasien wegen einer Rennserie, die niemandem aufgezwungen wird. Respekt!
Ansonsten wäre ich dafür, hier mal bitte beim Thema zu bleiben.
Danke!
Ralle
36 Antworten
Zitat:
@DrHephaistos schrieb am 14. Dezember 2019 um 11:49:36 Uhr:
Zitat:
@Razzemati schrieb am 13. Dezember 2019 um 19:44:23 Uhr:
Nur fahren fast alle Leute mit Elektroautos auffallend langsam, aus Angst, die nächste Steckdose nicht mehr zu erreichen. ...
Noch ist das so. In einigen Jahren wird die Reichweitenangst jedoch verflogen sein. Die Akkukapazitäten nehmen schliesslich stetig zu. Bis dahin fahre ich meinen V8-Dinosaurier, um dann - ohne Träne im Knopfloch - hinterm Volant irgend eines Elektromonsters Platz zu nehmen. Dessen technische Genetik auch ins 19. Jahrhundert zurückreicht...Cheers,
DrHephaistos
Die Akkukapazitäten können nicht stetig zunehmen, weil sie schon recht nah am theoretischen Maximum liegen, das physikalisch möglich ist. Deshalb wird sich das auch in ein paar Jahren nicht ändern. Das Reichweiten-Gewicht-Kosten-Problem der Akkus wird sich bestenfalls im Bereich von 10% bis 15% bessern. Wobei bei steigender Nachfrage der Preis eher steigen wird. Elektroautos werden auch in 30 Jahren die gleichen Reichweitenprobleme haben, wie heute. Der Riesenakku in einem Tesla S P100D kostet etwa 80.000,-€ und wiegt 750kg. Damit erreicht man im realen Verkehr etwa 370km, im Sommer. Im Winter entsprechend weniger, bis hinunter auf 250km oder weniger.
https://www.auto-motor-und-sport.de/.../
Und bezahlbare Elektroautos haben nunmal auch in Zukunft nicht mehr, als 25kWh, womit man 80km bis 130km Reichweite schafft. Wenn man nicht Gas gibt.
Da liegt mein Auto trotz des kräftigen Durstes um ein Vielfaches darüber. Auch wenn ich gern und oft kräftig beschleunige.
Und mit einem Range-Extender haste für 100 Kilo etwa 700-1000 km Reichweite. Wenn du 40% Wirkungsgrad der Verstromung ansetzt.... muss echt schwer sein.
Zitat:
@Razzemati schrieb am 14. Dezember 2019 um 14:30:24 Uhr:
...
Die Akkukapazitäten können nicht stetig zunehmen, weil sie schon recht nah am theoretischen Maximum liegen, das physikalisch möglich ist.
...
Diese Feststellung mag eine tendenzielle Berechtigung haben, solange man 'in the box' denkt. Und selbst dort war schon die Entwicklung der Energiedichte von 30 Wh/kg eines Bleiakkus hin zu ~1000 Wh/kg der experimentellen Zinn-Schwefel-Lithium- und Aluminium-Ionen-Akkumulatoren möglich. Und ja: In die beiden letztgenannten Ansätze muss noch viel Entwicklungsaufwand fliessen, bis sie - eventuell - auch den anderen Anforderungen der E-Mobilität genügen.
Grundsätzlich haben wir in Europa viel zu spät damit begonnen, Batteriezellforschung mit einem angemessenen Budget auszustatten. Z.Zt. gibt es auch noch zu viele Vorhaben, die sich auf die relativ mühselige, wenn nicht gar fruchtlose Disziplin ingenieursmässiger Optimierung verlegen. Grosse Sprünge verspricht diese Methodik tatsächlich nicht. Je weiter aber die Notwendigkeit ernsthafter Batteriezellforschung in den Fokus der Wahrnehmung relevanter Stakeholder rückt, desto grösser wird auch die Wahrscheinlichkeit, dass 'out of the box'-Denken beginnt. In dem man neben galvanischen bzw. elektrochemischen Zellen auch anderen Möglichkeiten der Ladungsspeicherung nachgeht.
Disruptive 'out of the box' Entwicklungsschübe gab es ja viele. Z.B. die Entdeckung und Nutzung des Transistoreffekts, der die Digitalisierung unserer Gesellschaft erst ermöglichte. Oder, ganz aktuell, deren Entwicklung heraus aus dem Käfig deterministischer Maxwellscher Elektrodynamik hin zur Quantenphysik: Quantum Computing. Auf analoge Effekte vertraue ich auch, wenn es um die wissenschaftliche Bekämpfung eher trivialer Symptome wie der Reichweitenangst geht.
Cheers,
DrHephaistos
Aber wir kennen kein Element, dass mehr Ladungen speichern kann, als Lithium bzw. dessen Ionen. Und dessen theoretische maximale Ladungsaufnahmefähigkeit liegt nun mal nur wenig über dem, was heute schon real erreicht wird. Also wenn sich kein neues Element findet, dann war es das. Und woher soll solch ein Element kommen? so intensiv, wie danach schon gesucht und letztlich das Lithium gefunden wurde?
Der Verweis auf vergangene Entwicklungssprünge hilft nicht, wenn es für einen weiteren keinerlei Hinweise gibt. Zumal solche Entwicklungen ja dann auch noch mal 15 Jahre brauchen. Also ich sehe für 2030 oder 2040 noch keine massenhafte Elektrifizierung der PKW-Flotte. Selbst 2050 noch unwahrscheinlich. Man muss sich nur mal die Verkaufszahlen aktuell anschauen. Die heute verkauften Autos bilden in 15 Jahren noch immer das Gros der Fahrzeuge. Also Diesel und Benziner.
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Mit Hochstrom-Akkus kein Problem. Mehr als 20 kWh brauchts nicht für 90% aller Fahrer. Bei 10c sind das 200kW elektrisch, ggf. mehr.
Man bekommt die aktuellen 'in the box' Probleme natürlich nur, wenn man sich lediglich auf die Suche nach einem chemischen Element kapriziert. Und wie das Beispiel der Aluminium-Ionen Akkus mit wesentlich höheren Energiedichten zeigt, liegt Lithium nicht auf dem Königsweg.
Denn aus physikalischer Sicht gibt es weitere, wenn nicht relevantere Merkmale, die über die Eignung eines Materials als Ladungsspeicher entscheiden. Z.B. ob dessen Bausteine in einer Gitterstruktur vorliegen. Falls ja, in welcher. Als Bausteine gelten ausdrücklich Moleküle, nicht nur Atome. Bzw. deren Ionen. Darüber hinaus gibt es jede Menge interessanter Fragen, die beantwortet werden müssen.
Jedenfalls gibt es in unserem Kontext nur eine physikalische Obergrenze für Ladungs- und damit Energiedichten. Die kritische Anzahldichte von Elektronen unter Entartungsdruck: Nkrit ~ 10^36 1/m^3. In Metallen beträgt die Anzahldichte N ~ 10^28 1/m^3. Dazwischen liegen 8 Grössenordnungen, in die man forschend vordringen kann.
Damit hat man aber gerade erst begonnen. Deshalb bin ich mir sicher, dass wir in einigen Jahren brauchbare Akkus haben werden.
Cheers,
DrHephaistos
Na, da bin ich mal gespannt, wer da für 2040 die passendere Prognose abgeliefert hat.