Thema des Monats März 2010


Abbildung 1: An diesen Anblick muss man sich erst noch gewöhnen: Der Tankdeckel weicht beim Elektroauto der Steckdose
Foto: BMW AG

Leise und sauber kommt es daher, das Auto der Zukunft. Bis 2020 sollen eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren. So sieht es der „nationale Entwicklungsplan Elektromobilität“ vor, den die Bundesregierung im August letzten Jahres beschlossen hat und der Deutschland zum Weltmarktführer in diesem Bereich machen soll. Dafür hat sie unter anderem im Konjunkturpaket II 500 Millionen Euro im Zeitraum 2009-2011 bereit gestellt. In acht Modellregionen werden bundesweit derzeit jeweils bis zu 1.000 Elektrofahrzeuge unter realen Bedingungen getestet, um der neuen Antriebstechnologie zum Durchbruch zu verhelfen. Damit will die Bundesregierung nicht nur „weg vom Öl“, wie es im Aktionsplan heißt, sondern auch den ehrgeizigen Klimaschutzielen einen Schritt näher kommen, die sie sich gesteckt hat.

Unter den weltweit führenden Automobilherstellern ist der Wettlauf um das beste Elektroauto bereits in vollem Gange. Derzeit dominieren noch Fahrzeuge mit Hybridantrieb das Sortiment, einer Kombination aus klassischem Verbrennungsmotor und Elektromotor. Doch auch das erste reine Elektroauto hat ein japanischer Hersteller bereits auf den Markt gebracht, andere, darunter die großen deutschen Hersteller, ziehen bald nach. Lars Busemann, Redakteur bei autobild.de, warnt jedoch vor überzogenen Erwartungen: „Die Käufer der ersten Serien-Elektroautos müssen kompromissbereit sein. Elektroautos sind rund 20 Prozent teurer als vergleichbare Autos mit Verbrennungsmotor, sie haben eine geringe Reichweite und lange Ladezeiten.“ Auch die Infrastruktur zum Aufladen der Fahrzeuge muss erst noch aufgebaut werden. Bis es möglich sein wird, das eigene Auto vor der Haustür aufzuladen, werden noch Jahre vergehen. Vorerst wird das Elektroauto ohnehin nur in Großstädten eine Alternative zum Verbrennungsmotor darstellen, so Busemann: „Die nächsten drei Jahrzehnte werden Verbrennungsmotoren die Hauptantriebsquelle für Automobile bleiben. Sowohl im Diesel als auch im Benziner steckt immer noch viel Entwicklungspotenzial.“ Langfristig jedoch, darin sind sich die Automobilhersteller inzwischen einig, führt aufgrund der politischen und gesellschaftlichen Vorgaben am elektrischen Antrieb kein Weg vorbei.

Dadurch entstehen auch für die Autozulieferbranche neue Märkte, so etwa für die Draht- und Kabelindustrie: „Ohne Draht und Kabel läuft beim Auto gar nichts, das fängt beim Starterkabel an“, sagt Wolfgang Reitz vom Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI), Fachverband Kabel und isolierte Drähte. „Durch den Ausbau der Infrastruktur im Verteilnetzbereich und neue Anforderungen an die Bordnetze ist die Elektromobilität ein Innovations- und Wachstumstreiber für uns.“


Abbildung 2: Verkörpert den neuesten Stand der Speichertechnologie: der Lithium-Ionen-Akku
Foto: Daimler AG

In einem Elektroauto sind die zu übertragenden elektrischen Leistungen bedeutend höher als im gewohnten Niedervolt-Bordnetz, mit dem etwa Radio, Beleuchtung oder Fensterheber mit Strom versorgt werden. Daher ist ein zweites Hochvolt-Bordnetz nötig, um beispielsweise die Batterie mit dem Elektromotor zu verbinden. Um die elektrische Verlustleistung während des Transfers möglichst gering zu halten, werden beträchtlich höhere Spannungen eingesetzt als bisher: „Ein Niedervolt-Bordnetz wird bei 12 Volt Batteriespannung bzw. 14 Volt Nennspannung betrieben, jetzt haben wir es im Hochvolt-Bordnetz, wie es im Automotive-Bereich heißt, mit Spannungen von 120 Volt beim Hybridfahrzeug und bis zu 1.000 Volt bei Nutzfahrzeugen zu tun“, so Dr.-Ing. Helmut Kalb, Leiter der Abteilung F&E bei der LEONI Kabel GmbH. Daraus ergeben sich neue Anforderungen an die Kabelausführung: Die eingesetzten Kabel sind mit ca. 10-35 mm² Querschnitt nicht nur bedeutend dicker als die im Niedervolt-Bordnetz üblichen 0,35- 6 mm², sondern meist zusätzlich geschirmt und müssen höheren Betriebstemperaturen von -40°C bis zu 200°C standhalten. Technisch sei das zwar kein grundlegendes Problem, so der Experte weiter, da Kabeltypen mit ähnlichen Anforderungen und Spannungsbereichen beispielsweise im Industriebereich bei elektromotorisch betriebenen Werkzeugmaschinen eingesetzt würden. „Was den Einsatz im Auto aber schwierig macht, sind die hohen Anforderungen an das Isolationsmaterial, die elektromagnetische Abschirmung und vor allem der begrenzte Verbauraum. Und die Kosten sollen natürlich auch nicht zu hoch sein.“

In einem Elektroauto stecken zwar in der Regel nicht mehr als 50m der neuen Hochvolt-Leitungen und somit deutlich weniger als die rund 2,5km Niedervolt-Bordnetz in einem oberen Mittelklassewagen. Aber, so Dr. Helmut Kalb:. „Durch die größere Menge an verwendetem Kupfer, den aufwändigeren Aufbau der Kabel und das anspruchsvollere Isolationsmaterial sind die neuen Kabeltypen technisch komplexer und wirtschaftlich lohnender.“

Florian Wassenberg, M.A.


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