Batteriewechselsysteme: E-Mobilität im hochfrequentierten Stadtverkehr
Ziele/Ideen
In der Diplomarbeit wurden fünf Kernfragen definiert, die im Rahmen der Arbeit zu beantworten waren:
Welche bestehenden Batteriewechselsysteme (BWS) gibt es?
Was muss ein BWS können?
Welche Fahrzeuge sind für ein BWS geeignet?
Wieso haben sich BWS nicht durchgesetzt?
Wie sieht ein verbessertes BWS aus?
Insbesondere die letzte Frage stellt einen großen Teil der Arbeit dar. Aus ihr ist das modulare gemeinsame Wechselkonzept für eine gemischte Fahrzeugflotte entstanden. Um den Rahmen der Diplomarbeit nicht zu sprengen, konnte das Konzept bisher nicht in der Praxis erprobt werden. Für eine tatsächliche Umsetzung eines solchen Systems ist eine Simulation mit anschließendem experimentellem Betrieb in einer Großstadt (z.B. Wien) erforderlich. Ein solches Projekt wäre mit der entsprechenden Finanzierung durchaus denkbar.
Kurzbeschreibung
Elektromobilität konnte sich aufgrund der geringen Reichweite und der hohen Ladezeit bisher nicht durchsetzen. Des Weiteren sind große Batterien teuer, schwer und oftmals gar nicht notwendig. Eine Möglichkeit um dieses Problem zu beheben, stellt ein Batteriewechselsystem dar, bei dem die leere Batterie durch eine volle ausgetauscht wird. Diese Systeme konnten sich bisher nicht durchsetzen, obwohl die angesprochenen Probleme damit behoben wären. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurden die bestehenden Batteriewechselsysteme analysiert und der Verbesserungsbedarf und die Anforderungen an ein solches System ermittelt. Außerdem wurden die Gründe für die geringe Verbreitung aufgezeigt. Darauf basierend wurde ein eigenes Konzept entwickelt, das ein gemeinsames Batteriewechselsystem für den städtischen Autobus-, Taxi- und Lieferverkehr (leichte und mittelschwere Nutzfahrzeuge) ermöglicht. Mit diesem Konzept ließen sich die lokalen Emissionen (CO2, Lärm, Abgas) im Stadtverkehr deutlich reduzieren.
Resultate
Die Gründe für die geringe Verbreitung von Batteriewechselsystemen lassen sich vor allem in der geringeren Verbreitung der E-Mobilität selbst finden. Der Markt für E-Fahrzeuge ist bisher relativ beschränkt, was den Bedarf einer Wechsellösung zusätzlich reduziert hat. Dies wird sich in den kommenden Jahren stark ändern, weswegen auch ein Batteriewechselsystem wieder an Bedeutung gewinnen wird. Es sind außerdem jegliche Bemühungen zur Reduktion der Nachteile von E-Mobilität besonders wichtig.
Die immer höheren Ladeleistungen, mit denen E-Fahrzeuge und Ladestationen angeboten werden, wirken sich negativ auf die Batterielebensdauer aus. Dies verursacht neben den hohen Anschaffungskosten noch zusätzlich das Problem des Batterie-Recyclings. Hohe Ladeleistungen sind außerdem für Netzbetreiber zukünftig eine Herausforderung. All diese Probleme werden durch den Einsatz eines Batteriewechselsystems, insbesondere durch das vorgestellte Konzept behoben oder zumindest entschärft.
Abschließend ist zu sagen, dass für ein Batteriewechselsystem ein großes Potential existiert, das bisher nicht ausgeschöpft werden konnte. Die Verwendung eines Wechselsystems in einer Stadt wäre zur Reduktion der lokalen Schadstoff-, Treibhausgas- sowie Lärmemissionen und zur Verbreitung der E-Mobilität jedenfalls sinnvoll.
Partner
Austrian Mobile Power: Finanzierung und Unterstützung der Diplomarbeit
AVL LIST GmbH: Inhaltliche Unterstützung der Diplomarbeit
Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik (TU Wien): Betreuung und Unterstützung der Diplomarbeit
