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Die Zukunft der Elektromobilität David Pike

Die Zukunft der Elektromobilität – über E-Autos hinaus

(Quelle: Minelli Studio – stock.adobe.com)

Die Automobilindustrie erlebt eine Revolution. Hersteller entwickeln fortwährend neue Technologien für ihre Fahrzeuge – um die Sicherheit zu erhöhen, die Leistung zu steigern oder Insassen mehr Komfort zu bieten. Unter all diesen Innovationen war die vielleicht wichtigste die Entwicklung des Elektroantriebs.

Der Elektroantrieb war während der ersten Jahrzehnte des 21. Jahrhunderts der wichtigste Trend im Transportwesen. Der Einsatz von Elektrizität als Antriebskraft für Automobile ist keine neue Entwicklung. Zu Beginn des Automobilzeitalters vor mehr als 100 Jahren konkurrierte Elektrizität mit Benzin und sogar Dampf, um sich als dominierende Technologie zu behaupten. Wie die Geschichte belegt, setzte sich das Benzin durch, und wir sind seitdem auf fossile Brennstoffe angewiesen.

Die Schwierigkeit der Batterietechnologie

Der Hauptgrund dafür, dass Benzin die Kontrolle über die Mobilitätsindustrie übernehmen konnte, liegt in seiner Energiedichte. Gas und Diesel liefern viel Energie von relativ kleinem Volumen und geringem Gewicht. Der Tank moderner Familienfahrzeuge ist mit etwa 60 Litern Treibstoff gefüllt, was einer Masse von nur 45 Kilogramm entspricht und ausreicht, um mit dem Fahrzeug fast 1.000 Kilometer zurückzulegen. Das Auftanken an einer der Tausenden Tankstellen auf unseren Straßen geht schnell und effizient und dauert lediglich ein paar Minuten.

Die verfügbare Batterietechnik konnte viele Jahre lang nicht die gleiche Leistung erbringen. Selbst angesichts der Entwicklungen von Lithium-Ionen-Akkus hätte bis vor Kurzem ein vergleichbares Elektrofahrzeug Schwierigkeiten gehabt, eine solche Reichweite zu bewältigen. Dieser vermeintliche Leistungsmangel konnte ein signifikantes Hemmnis bei der Annahme elektrischer Fahrzeuge aufbauen.

Die wachsende Nachfrage der Verbraucher nach Alternativen zu fossilen Brennstoffen bringt jedoch die moderne Batterietechnik voran. Darüber hinaus investieren Unternehmen und Regierungen in ein Netzwerk von Schnellladestationen, wodurch Elektrofahrzeuge eine praktische Alternative zu Benzin und Diesel werden. Lithium-Ionen-Akkus versprechen außerdem, andere Bereiche der Automobilindustrie zu revolutionieren, von Nutzfahrzeugen bis zu Baumaschinen.

Neue Möglichkeiten zur Nutzung von Fahrzeugen

Das Aufkommen des Elektroantriebs, dem durch verbesserte Batterieleistung und die rasant wachsende Infrastruktur für elektrische Fahrzeuge Vorschub geleistet wird, ist nicht der einzige wichtige Trend in der heutigen Automobilindustrie. Fahrzeuge in Privatbesitz werden zwar nicht verschwinden, doch neue Technologien werden die Art und Weise ändern, wie Fahrzeuge entwickelt und verwendet werden.

Die Zukunft der Mobilität liegt in Flotten autonomer Elektrofahrzeuge, die die aktuellste künstliche Intelligenz anwenden und drahtlos mit Hochgeschwindigkeits-Internetdiensten verbunden sind. Das Ergebnis führt zu Transport as a Service (TaaS). TaaS wird den traditionellen Fahrzeugbesitz schrittweise reduzieren. Stattdessen werden Privatpersonen vernetzte Technologien verwenden, um Fahrten oder Kilometer nach Bedarf zu kaufen.

Das Wachstum neuartiger Verwendungsmodelle ist nicht allein auf traditionelle Fahrzeuge beschränkt. In den verkehrsreichen Ballungszentren erlassen zahlreiche Behörden Rechtsvorschriften, die den Gebrauch von Fahrzeugen in Stadtzentren beschränken und durch öffentliche Verkehrsmittel ersetzen. In solch einer Umgebung besteht ein Bedarf, Pendler mit einer Mobilitätslösung für die sogenannte letzte Meile zu versorgen. Mit der letzten Meile wird der letzte Teil einer Reise bezeichnet, beispielsweise von der Bushaltestelle oder U-Bahn-Station zum Ziel.

In die Stadt hinein

In Städten, in denen Autos unpraktisch oder gar verboten sind, werden sie durch Elektroscooter und -fahrräder ersetzt, die häufig als E-Scooter und E-Bikes bezeichnet werden. Moderne E-Bikes und E-Scooter sind besonders in Städten attraktiv und stellen für Pendler eine schadstoffemissionsfreie, zugängliche und bequeme Lösung dar. E-Bikes finden sich typischerweise an fest installierten Ladestationen in der Nähe von verkehrsreichen Gegenden, wie beispielsweise U-Bahn-Stationen und Bushaltestellen. Pendler verwenden eine App, um Bikes zu leihen, und stellen sie nach Gebrauch an einer anderen fest installierten Ladestation im Stadtgebiet wieder ab.

Demgegenüber befinden sich E-Scooter typischerweise nicht an fest installierten Ladestationen. Sie wurden dazu entworfen, in Parkzonen irgendwo im Stadtgebiet abgestellt zu werden, und können daher so lange wie nötig ausgeliehen werden, bevor sie für den nächsten Nutzer abgestellt werden. Die Scooter sind mit GPS-Trackern ausgerüstet und werden abends von den städtischen Behörden eingesammelt und zu einem zentralen Standort gebracht, wo sie aufgeladen und gewartet werden. Anschließend werden sie wieder in den Straßen verteilt, und stehen pünktlich zur Hauptverkehrszeit am nächsten Morgen bereit.

Diese neuartigen Lösungen für Pendler machen sich die verbesserte Li-ion-Batterie-Technologie aus der Automobilindustrie zunutze. E-Scooter und E-Bikes bieten eine ideale Kombination aus kompakter Größe, mäßigem Gewicht und einer ausreichenden Energiekapazität für die Innenstadt. Solche Fahrzeuge sind zwar für kurze Fahrten im Stadtgebiet gedacht, doch ihr Design muss den gleichen Sicherheitsstandards genügen wie das von traditionellen Elektrofahrzeugen.

Lithium-Ionen-Akkus sind die beste Lösung für diese Mobilitätsanwendungen, doch Designer müssen sich ihrer Grenzen bewusst sein, unter anderem in Bezug auf ihre Auswirkungen auf die Umwelt. Li-ion-Akkus funktionieren am besten unter Bedingungen, die wir Menschen als angenehm empfinden. Extreme Temperaturen wirken sich nachteilig auf ihre Leistung aus, und eindringendes Wasser stellt für sie eine Gefährdung dar, da es die Struktur der Batterie beschädigen und sie in Brand setzen kann. Feuer in Li-ion-Akkus kann zu einem dramatischen Vorfall führen, der als thermisches Durchgehen bezeichnet wird.

Die Bedeutung von Batteriemanagementsystemen

Auch wenn der Akku zum Laden verbunden wird, ist Sorgfalt unverzichtbar. Ein Li-ion-Akku besteht aus einzelnen Zellen. Wenn eine Zelle beschädigt ist, kann sie möglicherweise nicht eine so große Ladung aufnehmen wie ihre benachbarten Zellen. Um dem entgegenzuwirken, verwenden Elektrofahrzeuge hochentwickelte Batteriemanagementsysteme (BMS), die sicherstellen, dass der Akku sicher und mehrmals aufgeladen wurde. Während E-Bikes und E-Scooter, die von städtischen Mobilitätseinrichtungen zur Verfügung gestellt werden, ähnlich robuste BMS verwenden, werden diese in einigen billigeren Alternativen möglicherweise nicht eingesetzt und stellen damit eine Gefahr für den Benutzer dar.

Fazit

Bedenken im Hinblick auf die Umweltbelastung durch fossile Brennstoffe haben ein rasantes Wachstum von Elektrofahrzeugen ausgelöst. In Städten überall auf der Welt hat dies zur Annahme neuer E-Mobilitätslösungen geführt, die das TaaS-Modell und Lösungen, die durch Lithium-Ionen-Akkus angetrieben werden, verwenden, die im Verlauf der letzten zehn Jahre ausgereift sind. Li-ion-Akkus haben jedoch ihre Grenzen. Daher ist es entscheidend, robuste und zuverlässige Batteriemanagementlösungen anzuwenden, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit zu bieten, die Kunden verdienen.



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David ist seit fast 30 Jahren in der Steckverbinderbranche tätig und arbeitet mit führenden Herstellern aus dem Fertigungs- und Vertriebsbereich zusammen. Er ist in der gesamten Branche für seine Leidenschaft und Neugier bekannt und nennt sich online „Connector Geek“.


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