Nie wieder tanken Unendliche Reichweiten für Elektrofahrzeuge

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Die deutschen Maschinenbauer sehen sich als Trendsetter in Sachen Elektromobilität: Ein Gabelstaplermotor macht Elektroautos erschwinglich, dank Induktion lassen sich E-Fahrzeuge schnurlos laden, Akkus werden in Wechselstationen binnen Sekunden getauscht und modulare Batterien senken die Anschaffungskosten deutlich.

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Die Mobilität der Zukunft ist elektrisch: Elektroautos der Zukunft können an Schnellladestationen in wenigen Minuten Strom tanken — oder ihn auch wieder verkaufen und damit die Stromnetze stabilisieren (Bild: Siemens)
Die Mobilität der Zukunft ist elektrisch: Elektroautos der Zukunft können an Schnellladestationen in wenigen Minuten Strom tanken — oder ihn auch wieder verkaufen und damit die Stromnetze stabilisieren (Bild: Siemens)

Laut VDMA (Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau) sollen die deutschen Maschinenbauer zum Trendsetter der E-Mobilität werden. So gelingt etwa der Bau eines Elektroautos mit dem Antrieb eines Gabelstaplers zu deutlich günstigeren Konditionen. Darüber hinaus werden durch Induktion solche Fahrzeuge demnächst bei jedem Stopp und ohne Stecker aufgeladen. Die gesamte Batterie kann von cleveren Maschinen aber auch innerhalb von Sekunden gewechselt werden. Und noch ein weiterer Schritt in Richtung Zukunft steht bevor: Modulare Batterien, die helfen, die hohen Anschaffungskosten deutlich zu senken.

Die Mobilität der Zukunft ist elektrisch

Die Elektromobilität ist für Forschung und Industrie eine große Herausforderung: Neue Autos müssen entwickelt werden, bezahlbar und mit komfortabler Reichweite. Viele Firmen kämpfen darum, in den neuen Technologien eine Schlüsselposition zu erringen.

Elektro-Gabelstapler gibt es schon seit etlichen Jahren

Doch für andere ist das bereits Routine: Seit Jahren gibt es Hersteller, die erfolgreich Elektrofahrzeuge produzieren. Gabelstapler und andere mobile Maschinen werden so zum Vorbild für die Zukunft der Mobilität.

Maschinenbauer mit E-Fahrzeug Erfahrung

„Der deutsche Maschinenbau verfügt über jahrzehntelange Erfahrungen bei Elektroantrieben“, erklärt Theodor Maurer, Präsident der Linde Material Handling GmbH. „Wir und andere deutsche Unternehmen des Maschinenbaus werden deshalb Impulsgeber, Trendsetter für die Durchsetzung, Etablierung der Elektromobilität sein.“

Kostengünstige Elektromobilität braucht hohe Stückzahlen

Hohe Stückzahlen sind eine Voraussetzung, um in Zukunft erschwingliche Elektroautos für jedermann herzustellen. Die Antriebsachsen von Gabelstaplern etwa haben sich in Tausenden von Anwendungen bewährt und können damit zum kostengünstigen Antrieb für Elektroautos werden.

Systemkompetenz und Fertigungstiefe sind entscheidend

„Elektromotoren und Einzelkomponenten können viele entwickeln“, erklärt Harald Will, Vize-Präsident der Linde Material Handling GmbH. „Entscheidend ist jedoch die Systemkompetenz und die Fertigungstiefe, die wir hier bei Linde Material Handling haben. Und damit sind wir sicherlich Wegbereiter für die Elektromobiltät.“

Gabelstaplermotoren zum Antrieb von Elektroautos

Ein Motor wie aus der Serienfertigung eines Gabelstaplers könnte zum Herzstück für das Auto der Zukunft werden. Eines davon gibt es schon heute zu kaufen: Eine Elektroversion des Fiat 500 etwa wird durch die Zusammenarbeit von Autohersteller und Maschinenbauer zu einem Preis angeboten wie ein vergleichbares Auto mit Benzinmotor.

Die drei Schlachtfelder der Elektromobilität

„Wenn man das Elektrofahrzeug betrachtet, sind es, glaube ich, drei Schlachtfelder, die als Hauptprodukte eines Elektrofahrzeuges neuartig sind“, erläutert Hartmut Rauen, Mitglied der Hauptgeschäftsführung VDMA. „Der elektrische Antriebsstrang, der Elektromotor konkret. Dann muss das Auto leicht sein, also Leichbautechnologie und die Batterie, die circa 50 Prozent der Fahrzeugkosten ausmachen wird. In diesen Bereichen gilt es zu punkten.“

Schnurloses Laden dank Induktion

Auch zum Laden von Batterien gibt es neue Ideen. Ein Beispiel ist die Stromversorgung via Induktion, wie sie bei Transportwagen in der Industrie bereits üblich ist. Diese Induktionstechnik wird jetzt für den Straßenverkehr weiter entwickelt: Am Boden liegt eine Induktionsspule, die eine zweite Spule im Fahrzeug elektromagnetisch antreibt und so die Batterie an den Haltepunkten immer wieder auflädt. Dieses kabellose Laden ermöglicht auch für Elektroautos große Reichweiten und das trotz kleiner, leichter und kostengünstiger Batterien. Beim Stopp an der Ampel oder beim Halten auf dem Parkplatz könnten im Boden liegende Induktionsspulen mit der Batterie kommunizieren und diese immer wieder mit Strom versorgen.

Induktives Laden wird künftig eine große Rolle spielen

„Induktives Laden sollte es überall in Kommunen geben, vor allem auf öffentlichen Parkplätzen und Flughäfen“, betont Wolfgang Sczygiol, Geschäftsführer der Management BROSE-SEW-Elektromobilitäts GmbH. „Das sollte aber auch zukünftig eine große Rolle spielen für den innerstädtischen Verkehr, beispielweise bei Taxen, die sehr lange Standzeiten haben, wo automatisch dann wieder Fahrzeuge aufgeladen werden oder aber auch für Themenstellungen wie kleine Fahrzeugflotten von der DHL, Post und ähnliches.“

Akkutausch ermöglicht unendliche Reichweiten

Für weite Reisen werden in verschiedenen Forschungsvorhaben neue Tankstellen entwickelt. Schneller als jeder Benzinhahn fließen kann, wird an Wechselstationen wie beim Pilotprojekt Next Energy in Oldenburg binnen Sekunden die gesamte Batterie ausgetauscht. So wären unbegrenzte Reichweiten mit Elektroautos kein Problem mehr.

VDMA-Arbeitsgruppe will Standardbatterie für Fahrzeuge

„Sich auf eine Standardbatterie für alle Fahrzeuge zu einigen, dürfte natürlich sehr schwierig werden“, erklärt Bernhard Hagemann, Referent Fachverband Antriebstechnik beim VDMA. „Deshalb denken wir vom VDMA in einer Arbeitsgruppe an ein modulares Batteriesystem, das derart aufgebaut ist, dass die Batterie aus verschiedenen gleichartigen Modulen zusammengesetzt wird.“

Akkumodule als Speicher für überschüssige Sonnen- und Windenergie

Bei Windkraftanlagen und auch bei Solarzellen entsteht oft überschüssige Energie, die gespeichert werden muss. Dafür stünde dann ein ganzer Stapel Batterien bereit, der nach und nach aufgeladen wird. Dieser Stapel besteht aus lauter gleichgroßen Modulen, dem Herzstück des neuen Systems. Diese Einheitsgröße erlaubt die Fertigung in hoher Stückzahl und damit zu einem deutlich geringeren Preis. Je nach Anforderung werden die Module dann zusammengesteckt und liefern die benötigte Energie. Haben bisher alle Fahrzeuge andere Batteriegrößen, könnten die neuen Module so kombiniert werden, dass nahezu jede Leistungsanforderung bedient werden kann; vom Roller bis zum Überseedampfer.

VDMA und Autobauer ziehen am gleichen Strang

„Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau gilt weltweit als technologisch führend, ist innovationsstark und er hat ein extrem enges Miteinander mit der Automotivindustrie, die auch weltweit innovativ führend ist“, so Hartmut Rauen, Mitglied der Hauptgeschäftsführung VDMA. „Deshalb können beide gemeinsam diese Aufgabe der Elektromobilität erfolgreich angehen.“

Neben Elektroautos und Gabelstablern gibt es weitere Elektrofahrzeuge

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Bei der Entwicklung dieser Technik sind es vor allem Gabelstapler und weitere Elektrofahrzeuge, die als erstes neue Wege gehen. Doch weitere Anwendungen könnten schnell folgen, wie etwa beim Elektrokart, das seine benzinbetriebene Konkurrenz schon jetzt alt aussehen lässt.

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