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800 Volt Elektroautos erobern Markt! Dr. Otmar Scharrer (ZF)

Shownotes

Spätestens seitdem der Porsche Taycan 2019 auf den Markt kam, beschäftigt sich die ganze Batterie-Industrie mit der 800V-Architektur. Durch eine Verringerung der bei 400V-Packs parallel verschalteten Zellen, verspricht eine 800V-Batterie eine ganze Reihe von praktischen Vorteilen. Neben der verbesserten Ladezeit, entsteht beim Laden & Fahren erheblich weniger Wärme. Doch es gibt auch Vorteile beim Antriebsstrang selbst.

Aber von vorne: Obwohl die in 800V-Akkus verbauten Batteriezellen exakt denen eines 400V-Packs gleichen, ist der Porsche Taycan mit seiner 800V-Batterie klar im Vorteil gegenüber anderen Fahrzeugen. Die Ladegeschwindigkeit ist mit 270kW Spitzenleistung höher als bei allen anderen BEV-Serienfahrzeugen.

800V-Batterien punkten vor allem durch eine geringere Stromstärke und somit durch einen potenziell geringeren Kabeldurchmesser der Kupferleitungen. Die entstandenen Platz-, Material- und Kostenvorteile werden allerdings meist anteilig durch ein Mehr an benötigter Isolation abgeschwächt.

Für Inverter, E-Maschine und Leistungselektronik hat die 800V-Architektur immense Auswirkungen! Nahezu alle Komponenten eines 400V-Antriebsstrangs müssen neu designt werden. Und hier kommt unser Podcastgast ins Spiel!

Unser Podcastgast Dr. Otmar Scharrer erklärt, welche ZF-Innovationen sich für Elektromotor, Inverter, Elektronik, Getriebesatz bzw. integrierter Antriebswelle durchsetzen könnten. Wie immer geht es hierbei um Gewicht, Platz, Leistung & Effizienz, Kosten, Systemzuverlässigkeit, Lebensdauer & Materialeinsatz.

"Die Klimafüchse"-Podcast: https://klimafuechse.podigee.io/

Weiterführende Quelle: https://generationstrom.com/2019/04/01/800v-wofuer-man-die-doppelte-spannung-braucht/

Im Geladen-Podcast setzen sich Patrick Rosen und Daniel Messling mit ihren Gästen wissenschaftlich mit den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto und Batterie auseinander. Der Podcast wird produziert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Kommentare (1)

Peter Helm

Für mich zeigt der Beitrag gut auf, warum sich Deutschland so schwer tut. Mit BEV ist Leistung gar kein Problem mehr. Zu Verbrennerzeiten musste das über 100 Jahre optimiert werden. Daran war zum großen Teil Deutsche Ingenieurskunst beteiligt. Es gibt nun keinen Grund das in das BEV Zeitalter beizubehalten. Spitzenleistungen von 200kW und mehr kann man nur für Sekunden abrufen, es gibt für Straßenfahrzeuge genau Null Gründe die Dauerleistung über 100kW anzuheben. Es gibt dagegen aber viele Gründe die Elektromobilität günstiger zu machen. Da konnte ich leider wenig entnehmen und das macht mich nicht zuversichtlich. Es wird viel Aufwand für 1,2% WG gemacht, die sich mit einem etwas besseren cW Wert oder weniger Gewicht viel leichter und vor allem billiger erzielen lassen. Deutsche Hersteller müssen es rasch schaffen, gute und günstige BEV zubauen, von Autos der 80.000€+ Klasse kann Autodeutschland nicht leben! Dieses Feld überlassen wir leider den Chinesen und Tesla. Der Beitrag zeigte dazu leider keine Anstrengungen. Ein 180.000€ Taycan der Top auf der Rennstrecke ist, ist zwar für das Autoquartett toll, aber leider nicht der Heilsbringer für den Standort Deutschland. Gut das es den gibt, dass sehe ich schon so, aber das reicht bei weitem nicht. 800V wurde mir zu viel aus Marketing Sicht dargestellt. Es ist keine Frage, dass 800V den 400V überlegen ist, die halbierten Ströme sind vorteilhaft. Aber: 1. man muss sich entscheiden, entweder nutze ich die geringen Ströme und reduziere den Querschnitt der Kabel, dann sind die Verluste identisch, aber zu geringeren Kosten und Gewicht. Oder man will weniger Verluste, dann bleibt das Gewicht und die Kosten, beides gleichzeitig im vollem Umfang geht nicht, man kann im Fenster jedoch verschieben. Das hätte erwähnt werden müssen, weil das immer wieder missverstanden wird. 2. Die meisten 800V Fahrzeuge laden an 400V Ladern deutlich langsamer als 400V Fahrzeuge an 400V Ladern, auch dass muss gesagte werden, auch wenn inzwischen Manche (Hyundai und Tesla Cybertruck) den Motorinverter als Umsetzer (mit Zusatzverlusten) inzwischen nutzen um das zu vermeiden. 3. Man darf nie vergessen, dass die Zelle selber immer ihre ca. 4V sieht, die weiß nichts von 400 oder 800V, durch die doppelt so große nötige Serienschaltung für 800V Packs, kann man einen Pack nicht mehr so fein bezüglich der Kapazität abstufen. Die 800V machen sich beim Laden nur in der Zuleitung, also max. 2m Kabel bemerkbar, dazu die Zuleitung vom Lader. Diese Verluste werden überbewertet, da die durch geringere Kabelquerschnitte meist gar nicht erzielt werden. Beim Fahren sind Inverterverluste mit 800V insbesondere mit SiC Technik durch den geringeren Strom allerdings geringer. 4. Tesla lädt mit 400V auch bis zu. 250kW, kann das beim Model S mit größerem Akku auch länger halten. Sie halten sich nicht an der CCS Norm, die Praxis mit vielen Millionen CCS Fahrzeugen zeigt aber, dass dies kein Problem darstellt. Hier hat Tesla langfristig als early Adopter einen Nachteil, da es die 5 Millionen 400V Fahrzeuge mitschleppen muss. Noch ein Hinweis, Schnelladen muss nicht für die Lebensdauer der Batterie nachteilig sein, wie eine Massendatenauswertung von Recurrent an Teslas analysiert hat. Man muss es halt richtig machen, daher bin ich skeptisch, wenn E-Autos bei hohen SoC noch hohe Ladeleistungen haben. Wir werden es sehen. Insgesamt finde ich es gut das Sie leitenden Ingenieure einladen, aber die Vorträge sollten ausgewogener sein, denn jede Technik hat ihre Vor- und Nachteile und weniger Marketingaussagen beinhalten.

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