Wie thyssenkrupp der Elektromobilität zum Erfolg verhelfen will

Mobilität der Zukunft | Der Durchbruch der E-Mobility scheitert bisher an der geringen Reichweite der Fahrzeuge. thyssenkrupp arbeitet daran, dass sich das bald ändert.

Noch sind Elektroautos eindeutig in der Unterzahl: Rund 2 Millionen Stück rollen weltweit auf den Straßen. Bei insgesamt 1,3 Milliarden Kfz machen sie somit nur 0,1 Prozent aus. Doch dass die große Zeit der E-Autos kommen wird, daran gibt es in der Branche immer weniger Zweifel. Bisher verhindert vor allem deren geringe Reichweite den großen Durchbruch. Zwei Schlüsselfaktoren spielen hierbei eine zentrale Rolle: die Speicherkapazität der Batterien und die Effizienz der Elektromotoren. Denn je mehr Energie zur Verfügung steht (Batterie) und je sparsamer man mit dieser umgeht (Motor), desto weiter kann man fahren. thyssenkrupp arbeitet zeitgleich an beiden Faktoren.

Speicherkapazität erhöhen: Batterien in Sandwich-Form

Für eine neue Batteriezellengeneration arbeitet thyssenkrupp System Engineering gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie an einem wegweisenden Konzept. Noch bestehen Fahrzeugbatterien aus vielen runden Zellen, die miteinander verbunden werden. Durch die Form und das Verbindungsmaterial geht allerdings viel Platz verloren. Nur etwa 40 Prozent des Volumens macht daher das aktive Batteriematerial aus. Wenn man also den Platz innerhalb des Batteriegehäuses effektiver nutzen könnte, würde dies die Reichweite erhöhen.

Das Konzept sieht daher den vollständigen Verzicht von Zellen und stattdessen eine flächige Struktur vor. Dabei sollen die Elektroden übereinandergestapelt werden – so wie der Belag eines Sandwich. Daher spricht man auch von Sandwich-Batterien.

Die neue Struktur soll die Herstellungskosten um bis zu 100 Euro pro Kilowattstunde verringern, zugleich würde durch die effizientere Bauweise sich die Energiedichte verdoppeln. Statt der heute üblichen 250 Wattstunden pro Liter Batterievolumen wären das dann 500 Wattstunden. Die Auswirkung auf die Reichweite der Automobile wäre also enorm.

Bessere Effizienz: weichmagnetischer Stahl für Elektromotoren

Viel Potenzial wie in der Batterie steckt auch im elektrischen Antrieb. Wie konventionelle Motoren besteht dieser aus Stahl; für Hybrid- und Elektromotoren werden jedoch spezielle weichmagnetische Stähle (auch Elektroband genannt) benötigt. thyssenkrupp Steel Europe bietet solches Material an und verbessert es ständig. Die Optimierung der magnetischen Eigenschaften beispielsweise sorgt dafür, dass die Motoren effizienter mit Energie umgehen und sich so die Reichweite der Fahrzeuge erhöht. Im eigenen E-Mobility-Center werden die Elektrobandsorten für die Verarbeitung in Fahrzeugmotoren getestet. Die Kollegen prüfen dort, wie sich das Produkt in verschiedenen Verarbeitungsstufen in der Endanwendung verhält.

Elektroband-Coils im Hochregallager

Elektroband-Coils im Hochregallager

Autor

Daniel Riebartsch
  • geschrieben von Daniel Riebartsch
  • 17. November 2017

In der Zeit des Umbruchs gibt es noch viele Lösungsformen der Batteriegestaltung, der -kühlung und der Batterieumgebung. Auch die Einbauform kennzeichnet sich facettenreich: Teil der Bodenplattform oder auf die Bodenplattform. 48V oder Hochvoltbereich. Lithium- oder Feststoffbatterie. Von traditionellen Autoherstellern verbaut oder von jungen Herstellern oder von Herstellern die gänzlich NEU im Geschäft sind (z.B. DYSON). Ergänzt durch Solarzellen oder mit einem zusätzlichen Verbrenner im Antriebsstrang. Als Hybridkonzept (Mild- oder Vollwerthybrid). Als Hybrid ohne oder mit Steckdose. Mit großer oder kleiner Batterie. In einem Auto oder Quad oder eRoller umgesetzt. Bis hin zu einer kleinsten Größe der Umfeldmobilität mit einem kleinsten Pedelec-Trettroller (z.B. BMW x2city). Auch die eMotoreinbaumöglichkeiten sind sehr breit: Auf der Hinterachse, direkt im Motor, angeflanscht vor dem Motor, In der Radkonstruktion selbst. Niedrig Geschwindigkeits- oder Hochgeschwindigkeitsunterstützend. Als fahrzeugantreibender eMotor oder als unterstützenden Motor.

Der Start ist sehr facettenreich … was davon dauerhaft Bestand haben wird, zeigt die Zukunft.

Eine sehr spannende Zeit bricht an und gibt dem eMotor im Auto nach den 20er Jahren des 20ten Jahrhunderts – nun eine neue Umsetzungsepoche im angehenden 21ten Jahrhundert.

Autor

Daniel Crostack
  • geschrieben von Daniel Crostack
  • 24. Februar 2018

Entwicklung ist gut und wichtig aber wie steht der Konzern zur Elektifizierung der eigenen Fahrzeugflotte? Gibt es Anreize für Mitarbeiter selbst ein Elektrofahrzeug zu erwerben oder wird kostenlosen laden angeboten? Wie stehts mit dem Ausbau von Ladestationen an den Firmenstandorten?

    Es bedeutet uns viel, E-Mobilität auch bei uns im Werk zu fördern. Wie genau wir Mitarbeiter, die ein Elektroauto besitzen, unterstützen können und wie wir ganz allgemein die Ladeinfrastruktur und weitere Punkte zielgerichtet organisieren können, genau das prüfen wir aktuell in einer Projektgruppe.

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