Wissenswertes Elektromobilität

Elektroautos gelten als die neue saubere Technologie in der Mobilitätsbranche.

Doch Elektrofahrzeuge sind nichts neues. Bei den spurgebundenen Fahrzeugen wie Eisenbahn, Tram und Trolleybus gehört diese Antriebsart seit Jahrzehnten zum Standard. Auch in der Logistik sind Elektrostapler keine Neuheit.

Doch beim Individualverkehr ist die Elektrifizierung noch nicht so weit.

Die Elektrofahrräder boomen zwar, doch die Elektroscooter oder eben auch die Elektroautos werden zurzeit (2018) nur in geringen Mengen verkauft.   

Ob sich das in absehbarer Zeit ändert, wird sich zeigen. Da der Abbau von  Erdöl und Erdgas immer teurer werden, muss in absehbarer Zeit eine Änderung eintreten.
Doch Elektromobilität beschränkt sich nicht nur auf das in den Medien präsente Elektroauto. Elektroboote, Eisenbahn, Elektrostapler, Elektrofahrrad, Elektrorollstuhl, Golftrolley und viele mehr gehören in diese Kategorie.

Auch wenn dies wenig bekannt ist, so hat doch die Schweiz schon eine lange Tradition im Bereich kleiner Elektro-Transportfahrzeuge.
In den autofreien Orten wie Zermatt, Saas Fee oder Braunwald werden schon seit Jahrzehnten Elektromobile für den Transport aller Güter eingesetzt.

Aufbau eines Elektrogefährtes

Lassen wir mal die Spurgebundenen Fahrzeuge wie Eisenbahn, Tram und Trolleybus wie auch die Hybridfahrzeuge weg. Ob Elektrostapler oder Elektroauto, die elektrischen Grundkomponenten sind dieselben.

Batterie
BatteriesystemDie Energie für den Antrieb wird in der Batterie gespeichert. Was beim alt ehrwürdigen Auto der Benzintank, ist beim Elektrofahrzeug die Batterie.
Je je stärker die Batterie (je grösser die Kapazität) desto länger kann das Elektromobil betrieben werden, bis es wieder nachgeladen werden muss. Da die Energiedichte im herkömmlichen Kraftstoff viel höher ist als bei einer Batterie, wird diese Komponente als die grösste Herausforderung bei den Elektromobilen angesehen.
Bei Elektrofahrzeugen werden vorwiegend zwei unterschiedliche Batterietypen eingesetzt. Wenn der Preis eine entscheidende Rolle spielt und das Gewicht wie auch die Zyklenzahl dem untergeordnet ist, werden oftmals noch Bleibatterien eingesetzt.
Doch die Zukunft gehört den Li-Ion-Batterien. Diese bestechen durch ihr geringes Gewicht, die Hochstromfestigkeit und die grosse Zyklenzahl.
Um die Natrium-Batterie ist es eher ruhiger geworden.
Im Batteriebereich wir sehr viel geforscht und es sind noch einige Verbesserungen zu erwarten.

Bleibatterie
Auch wenn sie schwer ist und oft ersetzt werden muss, ist die Bleibatterie noch oft im Elektromobilen zu finden. Dies ist wohl auf den geringeren Preis und die einfache Anwendung. Bei einigen Elektrofahrzeugen ist das grosse Gewicht der Bleibatterie sogar gewünscht. So z.B. bei den Staplern als Gegengewicht und bei Schleppfahrzeugen für die gute Bodenhaftung des Schleppers.

Für den Einsatz in Elektrofahrzeugen sollte unbedingt darauf geachtet werden, dass die Batterie für Zyklenbetrieb ausgelegt ist. Ein möglichst kleiner Innenwiderstand ist von Vorteil, da bei den meisten Traktionsanwendungen hohe Spitzenströme fliessen. Eine Starterbatterie, wie sie zum Starten von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, lebt in dieser Anwendung nicht lange.
Bleibatterien werden in einer grossen Variation hergestellt.
Die Unterschiede bestehen in der Art der Säurebindung, der Ausbildung der Polplatten und in der unterschiedlichen Legierung der Platten.
Mehr Informationen dazu finden Sie auch unter http://www.maurelma.ch/batterien.htm

AGM-BatterieBei kleinen Elektrofahrzeugen wie Golftrolleys, Elektroscooter usw. werden neben Li-Ion-Batterien meistens AGM-Batterien (Vliesbatterien) mit Gitterplatten eingesetzt. Da die Strombelastbarkeit der AGM-Batterien etwas höher und der Preis einiges tiefer ist, werden die GEL-Batterien für Traktionsanwendungen durch die AGM-Batterien verdrängt.

Aus Preisgründen werden auch oft wartungsarme, jedoch nicht komplett verschlossene Blei-Säure-Batterien (Kurzbezeichnung GIS) eingesetzt. Im Vergleich zur klassischen Starterbatterie sind die Polplatten mit einem verstärkten Gitter versehen.
Um die Zyklenzahl und damit auch die Lebensdauer der Antriebsbatterie zu vergrössern werden die Pole auch als Panzerplatten ausgeführt. Diese wird dann PzS-Batterie genannt.
Oft findet man auch die amerikanischen Trojan-Batterien, welche gute Zykleneingenschaften aufweisen.

Oftmals werden zwei 12V-Batterien zu einem 24V-Batteriesystem in Serie geschaltet. Um die Lebensdauer der Batterien zu verlängern empfiehlt es sich, einen sog Ladungsausgleicher einzusetzen. Dieser gleicht beim Laden der Batterie die Ladespannung der einzelnen Batterien aus.
Bei grösseren Elektrofahrzeugen ist oft auch eine Batteriespannung von 80V zu finden.

260Ah-BatterieBleibatterien sind vorwiegend als 12V (6 Zellen), 6V (3 Zellen) oder als 2V (eine Zelle) Blöcke erhältlich. Dabei entscheidet vor allem das Gewicht der Blöcke, welche Spannung gewählt wird. Die Blöcke sollten noch ohne spezielle Hebezeuge eingesetzt werde können.
Deshalb sind 12V-Blöcke nur bis zu einer Kapazität von ca. 260Ah erhältlich.

 

Grössere Kapazitäten werden dann vorwiegend mit 2V-Elementen realisiert. Parallelschalten von Zellen oder Blöcken ist nicht zu empfehlen.

Li-Ion-Batterien
LiFePO4-ZelleDiese Batterien eignen sich ideal für den Einsatz in mobilen Geräten und selbstverständlich für Elektromobile. Sie sind höchstens halb so schwer, haben eine hohe Strombelastbarkeit. Sie vertragen 3000 mindestens die doppelte Anzahl Zyklen gegenüber einer hochwertigen Bleibatterie.
Ein Nachteil ist der hohe Preis. Weiter müssen die Li-Ion-Zellen besser überwacht werden. Sie benötigen ein Batteriemanagementsystem (BMS).
Wird eine vollgeladene Bleizelle weiter geladen, entsteht Wasserstoff und Sauerstoff, welches sich innerhalb der Zelle wieder Abbauen kann. So kann sich die Ladung der einzelnen Zellen angleichen.
Li-Ion-Zellen können das nicht. Wird eine vollgeladene Li-Ion-Zelle weiter geladen, steigt die Spannung weiter an, bis die Trennschicht innerhalb Zelle zerstört wird. Dies ist etwa bei 5V der Fall. Das BMS muss deshalb auch fähig sein, den Ladungszustand der Zellen anzugleichen.
ACHTUNG: Unsachgemässer Einsatz von Li-Ion-Batterien kann zu bleibenden gesundheitlichen Schäden führen.

Auch bei den Li-Ion-Batterien gibt es verschiedene ‚Chemien‘ und Typen.
Mehr dazu finden Sie unter http://www.maurelma.ch/batterien.htm

96V-BootsbatterieIm Zyklenbetrieb, wie das in Elektromobilen der Fall ist, werden einzelne Zellen in Serie geschaltet um auf die gewünschte Spannung zu kommen.
Wenn eine grössere Leistung oder Kapazität benötigt wird, ist es vorteilhaft, auch eine möglichst hohe Spannung zu wählen. Da jede Zelle durch das BMS überwacht wird und auch für den Ladungsausgleich gesorgt ist, ist dies weniger Problematisch als bei Bleibatterien. So ist die Nennspannung von über 100VDC keine Seltenheit. In Elektroautos ist die Spannung sogar oft über 200V.
Der Vorteil der hohen Spannung liegt darin, das für die gleiche Leistung kleinere Ströme fliessen. So wird die Verdrahtung erheblich einfacher und die Verluste kleiner.

 

Batterieüberwachung
Die Spannweite bei der Batterieüberwachung im Elektrofahrzeug geht von einer einfachen Batteriespannungsanzeige über einen Batteriemonitor bis zum hoch entwickelten Batteriemanagement.
Bei ganz kleinen Anwendungen wie z.B. bei Bleibatterien in Golftrolleys findet man keine Batterieüberwachung oder Ladezustandsanzeige. In diesem Fall muss der Motorkontroller einfach abstellen, wenn die untere Grenzspannung der Batterie erreicht ist.

Die einfachen Ladungsanzeiger messen die Batteriespannung und zeigen diese z.B. mit einem Voltmeter an. Dies ist eine recht unsichere Angabe. Die Batteriespannung ist nicht nur vom Ladezustand sondern auch von der Temperatur, der Zeit seit der letzten Ladung und vom Entladestrom abhängig. Gerade Lithium-Ionen-Batterie haben eine sehr flache Kennlinie. D.h. die Batteriespannung ändert nur wenig auf Grund des Ladezustandes. Die Spannungsanzeige hilft hier nahezu gar nichts.

BatteriemonitorUm eine genauere Angabe über den Ladezustand zu erhalten wir ein Batteriemonitor benötigt, welcher den Ladestrom und den Entladestrom z.B. über einen Shunt-Widerstand misst. Oftmals haben solche Geräte ein kleines Relais Integriert, mit welchem über ein Leistungsrelais der Entladestrom abgeschaltet werden kann, wenn z.B. 80% der Ladung entnommen wurden. Mit diesem Signal kann auch dem Kontroller mitgeteilt werden, dass die Batterie bald leer ist.
Oftmals rechnen diese Geräte auch gleich die verbleibende Zeit aus, bis die Batterie leer ist. Dies auf Grund des durchschnittlichen Stromverbrauches.
Eine genaue Ladezustandsanzeige ist unserer Ansicht nach ein Muss für jedes Elektrofahrzeug

Da bei den Li-Ion-Batterien jede Batteriezelle überwacht werden muss, reicht ein Batteriemonitor hier nicht aus. Es wird ein Batteriemanagementsystem (BMS) benötigt.
Weitere Informationen zu den verschiedenen Arten von Batteriemanagementsystemen finden Sie unter http://www.maurelma.ch/batterieladen.htm

Ladegerät
LadegerätMit dem Ladegerät wird die Batterie wieder mit neuer Energie geladen.
Bei einfachen Anwendungen wie Golftroley, Seniorenfahrzeuge oder Elektroscooter mit Bleibatterien, ist das Ladegerät keine technische Herausforderung und handelsüblich.
Oftmals werden die Ladegeräte auch auf dem Elektrofahrzug mitgeführt. Dann sollten die Ladegeräte möglichst leicht, rüttelfest und allenfalls auch Spritzwassergeschützt sein.

Bei Elektrofahrzeugen mit Li-Ion-Batterien ist es bereits komplizierter, das passende Ladegerät zu finden. Je nach Chemie der Batterie sind die Ladeendspannungen anders. Bei professionellen Anwendungen und zur Schnellladung sollte das Ladegerät auch mit dem Batteriemanagement kommunizieren und braucht deshalb eine entsprechende Schnittstelle. Dies ist meistens ein CAN-Bus

Lithiumionen-Batterien lassen beträchtliche Ladeströme zu. Um grössere Batterien schnell laden zu können, fehlt es manchmal eher am Netzanschluss als am Ladegerät.
In den meisten Fällen kann die Batterie jedoch über Nacht oder am Arbeitsplatz geladen werden. Dann steht genügend Zeit zur Verfügung.

Kontroller
Der Kontroller ist die Leistungselektronik des Antriebes. Über ihn wir der Motor und damit Geschwindigkeit und Beschleunigung gesteuert. Er sollte deshalb nicht zu knapp dimensioniert werden, da er sonst zu heiss wird und die Lebensdauer so abnimmt. Gerade bei Elektroscooter sind die Motorkontroller oft zu klein, um Kosten und Gewicht zu sparen.

Motor
Der Motor wandelt die elektrische Leistung in mechanische Leistung um. Aus Strom und Spannung wird Drehzahl und Drehmoment.
Üblicherweise wird das Drehmoment vom Motor über ein Getriebe mit Gelenkwelle oder Kette (e-Bike) auf das Rad geführt. Ein Sonderfall ist der Radnabenmotor. Dieser Elektromotor ist direkt im Rad integriert

Der Radnabenmotor hat folgende Vorteile:
Es werden keine zusätzlichen beweglichen und verschleissbehafteten Teile wie Getriebe und Ketten benötigt.
Der Antrieb kann auf alle Räder verteilt werden und es könnten alle Räder separat angesteuert werden.
Der Radnabenmotor hat aber auch Nachteile:
Grosse ungefederte Masse: Bei einem Fahrzeug sollte soweit möglich das gesamte Gewicht gefedert werden.
Grosses Massenträgheitsmoment, da die Motoren für kleine Drehzahlen ausgelegt werden müssen. Beim Standard-Motor wird die Drehzahl oft höher gewählt und übers Getriebe heruntergeteilt. So können diese Motoren kleiner gebaut werden.
Der Platz im Rad ist meistens beschränkt. Deshalb wird eine hohe Leistungsdichte benötigt, welche sich negativ auf den Wirkungsgrad auswirkt.
Die Radnabenmotoren müssen oftmals auch mit Wasser gekühlt werden.
Er muss äusserst robust gebaut werden, da er grosse Beschleunigungen durch Schläge erfährt.
Er muss temperaturfest sein, da er z.T. direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.

Weitere Komponenten
Selbstverständlich wird für ein Elektromobil noch ein Chassis, Räder, Steuerelemente wie Lenkung, usw. benötigt.

Anwendungen und Fahrzeuge
Elektrofahrzeuge gibt es mehr als man denkt. Untenstehend eine kleine Auswahl mit Erläuterungen:

Elektro-Golf-Trolley
Ein sehr einfaches Gerät, welches dem Golfer die Last der Schläger abnimmt. Die preisgünstigeren Elektrocaddys haben eine Bleibatterie.
Die teureren Elektrotrolleys werden durch eine Li-Ion-Batterie gespeist.
Elektro-Golftrolleys sind für eine Bleibatterie eine recht hohe Anforderung, da grosse Anlaufströme fliessen und die Batterie oft tief entladen wird. Bei einem ‚Viel-Golfer‘ hält eine Bleibatterie ca. 2 Saisons bis sie ersetzt werden muss.
Li-Ion-Batterie halten erheblich länger. Da jeder Golfcaddy seine eigene Li-Ion-Batterie hat, ist es schwer, eine preiswerte Ersatzbatterie zu finden. Dies ist bei den Bleibatterien einfacher. Beim Kauf eines Golftrolleys mit Li-Ion-Batterie sollten Sie unbedingt darauf achten, ob Ersatzbatterien zu vernünftigen Preisen erhältlich sind.

Elektrofahrrad und Pedelec
Diese Elektrofahrzeuge werden in der Schweiz sehr oft verkauft, ja, sie sind ein richtiger Renner geworden. Überall dort, wo das Velo als Transportmittel und nicht als Sportgerät eingesetzt wird, ist ein Pedelec ideal. Im Handel ist das Angebot schon recht unübersichtlich geworden. Vom Hightech Produkt aus Schweizer Produktion wie der Flyer oder speziell für Velofreaks wie der Stromer, bis zu preiswerten Modellen aus China. Bleibatterien sind bei diesen Fahrzeugen schon eher eine Seltenheit. Es werden vorwiegend Li-Ion-Batterien eingesetzt. Auch beim Elektrovelo sollten Sie vor dem Kauf abklären, ob eine Ersatzbatterie erhältlich ist, und zu welchem Preis.

Elektrofahrrad <-> Pedelec
Genau genommen unterscheidet man zwischen Elektrofahrrad und Pedelec: Beim Pedelec muss der Fahrer selber auch trampen, damit der Elktromotor aktiv wird. Beim reinen Elektrofahrzeug ist es auch möglich, nur elektrisch zu fahren. In der Schweiz haben sich vorwiegend die Pedelec’s durgesetht.

Mittenmotor <-> Nabenmotor
Beim Nabenmotor ist der elektrische Antrieb nicht über die Kette mit Freilauf sondern direkt im Rad. Deshalb können so auch Pedelecs gebaut werden, welche mit dem Elektromotor bremsen und mit dieser Energie wieder die Batterie laden.
Beim Zentralmotor wird der Wechsler auch gleich dazu verwendet um das Übersetzungsverhältnis beim elektrischen Antrieb anzupassen. Der Motor muss so nicht einen so grossen Drehzahlbereich aufweisen wie der Nabenmotor.

Seniorenfahrzeuge
Elektrofahrzeuge für gehbehinderte Personen erfreuen sich immer grösserer Beliebtheit.
Sie werden oft auch Elektroscooter genannt, haben aber nicht viel mit dem Elektromotorrad gemeinsam. Da diese Elektromobile meist preissensitiv sind werden diese vorwiegend mit Blei-Vlies oder Blei-Gel Batterien ausgestatten. In den meisten fällen sind zwei 12V-Batterien zu einem 24V-Batteriesystem in Serie geschaltet. Damit beide Batterien gleichmässig geladen sind, empfehlen wir, ein Ladungsausgleicher einzusetzen. In vielen Fällen kann dieser Equalizer die Lebensdauer der Batterie markant erhöhen.
Wenn die Fahrzeuge täglich eingesetzt werden, würde sich sicher den Einsatz von LiFePO4-Batterie lohnen.

Elektrostapler und Deichselstappler
Da Flurförderfahrzeuge oft auch in Werkstätten und Produktionsstäten eingesetzt werden, müssen diese Fahrzeuge abgasfrei sein.
Deshalb sind Stapler schon seit langer Zeit als Elektrofahrzeuge erhältlich. Bei den klassischen Elektrostaplern werden die Bleibatterien auch gleich als Gegengewicht verwendet. Mitnahmestapler, also Stapler, welche vom Lastwagen gleich mitgenommen werden, haben neuerdings auch Lithiumbatterien.
Auch bei den Deichselstaplern sind Bestrebungen im Gange, diese mit der Li-Ion-Technologie auszurüsten.
Mittlerweile werden auch die klassischen Elektrostappler mehr und mehr mit Li-Ion-Batterien ausgerüstet. Die hohe Zyklenzahl und die Möglichkeit der Schnelladung sind auch da ein gutes Argument.

Elektroscooter/Elektroroller
Interessanter Weise wurden die Elektro-Motorfahrräder nicht so ein Renner wie die Pedelecs und Elektrofahrräder. Dies könnte mehrere Elektroscooterbatterie Ursachen haben. Vordergründig spielt sicher die beschränkte Reichweite und der hohe Preis eine Rolle. Die potentielle Kundschaft der Elektroroller ist oft jung. In diesem Alter ist es noch wichtig, dass das Fahrzeug auch einen anständigen Ton von sich gibt. Elektrofahrzeuge sind leise und sprechen deshalb dies Kundengruppe weniger an.
Leider haben auch etliche Händler mit Billigware in diesem Bereich ihr Glück versucht. Dies hat sich dann negativ auf den Ruf der Elektroscooter ausgewirkt.
Aus Kostengründen werden auch heute noch viele Elektroroller mit Bleibatterien ausgeliefert, und dies meistens als AGM-Batterien. Dabei werden 4 Stück Bleibatterien in Serie geschaltet, damit ein Batteriesystem von 48V entsteht.
Es ist wichtig, dass die Batterien beim Einbau den gleichen Ladezustand haben. Selbstverständlich dürfen nur Batterien vom gleichen Typ und Alter in Serie geschaltet werden. Bei der Batterie mit der geringsten Kapazität besteht am ehesten die Gefahr einer Überladung oder Tiefentladung.

Bei viel eingesetzten Elektroscootern sollte unbedingt eine Li-Ion-Batterie verwendet werden.

Leider sind bei diesen Fahrzeugen meist nur Ladezustandsanzeigen eingebaut, welche sich auf die Batteriespannung berufen. Die Ladezustandsanzeige sollte aber unbedingt auf die Summenstrommessung zurückgreifen. Entweder bietet dies bereits das Batteriemanagement oder es sollte ein geeigneter Batteriemonitor nachgerüstet werden.

 

Elektrische Reinigungsmaschine
Ähnlich wie die Elektrostapler sind auch die elektrischen Reinigungsmaschinen nichts neues. Da diese in Hallen und anderen Innenräumen eingesetzt werden, müssen sie emissionsfrei funktionieren.
Die elektrischen Reinigungsmaschinen werden vorwiegend noch mit Bleibatterien angetrieben.
Einzelne grössere Kehrmaschinen für die Innenstädte werden bereits mit Li-Ion-Batterien ausgerüstet.

Elektroboote
Elektro-PassagierschiffAuf den Schweizer Seen wird es zunehmend schwer, eine Zulassung für Schiffe mit Verbrennungsmotor zu erhalten. Auf einigen Seen werden z.B. 2-takt-Motoren ganz verboten.
Mit einem Elektroantrieb kann der Skipper auch die Stille des Sees geniessen.

Elektroantriebe bei Booten haben eine sehr grosse Leistungsspannung. Sie reicht vom kleinen 300W Elektro-Aussenborder für Segelschiffe bis zum Passagierschiff mit zwei 15kW Antriebsmotoren.
Da Boote im Freizeitbereich nicht täglich genutzt werden, sind Bleibatterien keine Seltenheit. Wenn das Elektroboot täglich genutzt werden soll, drängt sich eine Li-Ion-Batterie auf.

 

Bei grösseren Elektrobooten wird die Li-Ion-Batterie individuell zusammen gestellt. Vorteilhaft ist, wenn ein Batteriesystem mit 48V oder sogar noch höher für den Antrieb gewählt werden kann.

Ein Beispiel eines Elektroantriebes für ein Segelboot finden Sie unter http://www.maurelma.ch/Boot48V90Ah.htm

Gerade bei Elektroschiffen sollte der Schiffsführer genau Bescheid wissen über den Ladezustand der Batterie. Wir empfehlen deshalb stark, ein Batteriemonitor einzusetzen. Das Gerät sollte Lade- und Entladestrom messen und nicht nur die Batteriespannung.

Elektrotransporter
ElektrotransporterDas Transportieren von Personen und Ware mit Elektrofahrzeugen ist keine Neuheit. In den Autofreien Orten wie Zermatt, Saas Fee, usw. sind solche e-Mobile schon lange unterwegs. Aber auch in Spitälern, Flughafen und anderen grossen Anlagen wo Lärm oder Abgase vermieden werden müssen, findet man solche Elektrotransporter.
Zukünftig könnten solche Fahrzeuge auch in Siedlungsgebieten oder Fußgängerzonen für die Kehrichtabfuhr in Frage kommen.

Die Elektrotransporter werden vorwiegend in kleineren Firmen in Kleinserien produziert.

Obwohl prädestiniert für solche Anwendungen haben sich Li-Ion-Batterien bei diesen Elektrofahrzeugen noch nicht durchgesetzt. Es werden vorwiegend offene Bleisäure-Batterien eingesetzt. Bei grösseren Fahrzeigen sind es PzS-Zellen, bei kleineren werden GiS-Blöcke wie z.B. Trojan verwendet.
Scheinbar wird der Beschaffungspreis höher bewertet als die grössere Ladekapazität der Fahrzeuge und die längere Lebensdauer der Batterie. Auch fällt bei Li-Ion-Batterien das lästige Kontrollieren des Wasserstandes weg.
Ein sehr grosser Vorteil, gerade im professionellen Einsatz ist die hohe Stromaufnahmefähigkeit der Li-Ion-Batterien. Ein Nachladen über die Mittagszeit oder in den Pausen kann die tägliche Reichweite erheblich vergrösseren.
Da die meisten Anbieter von Kleintranspoerter auch Batterien anbieten, kann die lange Lebensdauer der Li-Ion-Batterie auch für den Fahrzeuglieferanten auf Dauer geschäftsmindernd sein.
Einer der ersten Anbieter von Kleintransportern mit Li-Ion-Batterien ist die Firma MK-Fahrzeuge in Muhen.

Soderfahrzeug der Post
PostfahrzeugDie Post hat den Vorteil von Elektrofahrzeugen erkannt. Sie rüstet Ihre Zustellfahrzeuge für die Briefpost Stück um Stück auf elektrische Dreiräder um. Dies bringt grosse Vorteile:
– Keine Verzögerung auf Grund vom Motorstarten
– Geringe Betriebskosten da die Stromkosten tiefer sind als die Benzinkosten
– Dank Parkbremse keine Zeitverzögerung zum Sichern des Fahrzeuges
– Weniger Lärm in den Quartieren (Imagegewinn)

Die Postfahrzeuge sind mit Li-Ion-Batterien ausgerüstet und werden vorwiegend in der Schweiz hergestellt

Elektroauto
ElektroautoKommt es oder kommt es nicht, das Elektroauto?

Es wird viel darüber geredet und geschrieben, doch auf der Strasse sind diese Elektrofahrzeuge noch eher selten anzutreffen. Dabei könnte der Umstieg auf Elektroautos erhebliche Verbesserungen in der Lärmemission und im Schadstoffausstoss bringen (auch wenn dies die Erdölvereinigung anders rechnet).

Auch wären Elektroautos die idealen Fahrzeuge für Pendler. Der grösste Teil der Pendler legt Strecken zurück, welche mit einem Elektroauto mühelos zu bewerkstelligen sind. Ein Nachladen der Batterie beim Arbeitgeber wäre sicher in den meisten Fällen möglich.

Von der Stromnetzbelastung her wären die Elektrofahrzeuge optimal. Sie würden vorwiegend über die Nacht geladen, wenn der Strom billig ist und gut zur Verfügung steht.

Elektromotoren haben schon vom Start weg ein enormes Drehmoment. Die Beschleunigung eine Elektrofahrzeuges ist deshalb phänomenal.

Abgesehen von der Batterie, bei welcher noch keine Erfahrungen zur Lebensdauer bestehen, sind auch die Betriebskosten für Elektroautos sehr gering.
Die Stromkosten sind pro Kilometer bedeutend kleiner als die Treibstoffkosten bei herkömmlichen Autos.
Kein Ölwechsel erforderlich.
Kein Abgastest erforderlich.
Auch der Bremsenverschleiss (Bremsbacken, Bremsscheibe) ist erheblich geringer dank dem elektrischen Bremsen
Meistens ist auch die Strassenverkehrssteuer erheblich günstiger.
All die obigen Vorteile sollten doch dazu führen, dass die Elektroautos boomen.
Einige reale Nachteile dieser Elektrofahrzeuge wirken sich negativ auf den Absatz aus:
Die Elektroautos sind zur Zeit (2019) noch recht teuer in der Anschaffung.
Die Angebotspalette ist zwar noch recht beschränkt. (2019) Die Meisten Autohersteller bekennen sich jedoch zum Elektroauto und sind z.T. dabei, das gesammte Angebot auf Elektro umzustellen.
Niemand hat Erfahrungen zur Lebensdauer der Batterien
Das Heizen der Fahrzeuge im Winter schränkt den Aktionsradius zu sehr ein.

Es gibt aber auch Gegenargumente, welche eher psychologisch sind:

Die Reichweite der Fahrzeuge ist zu gering: Im Vergleich zu den Diesel- oder Benzinfahrzeuge ist die Reichweite der Elektroautos zwischen zwei Ladungen schon erheblich kürzer. Für die meisten Fahrten (Pendler) jedoch längstens ausreichend. Weiter gilt zu beachten, dass für die Nachladung ja in der Regel nicht zu einer Tankstelle gefahren werden muss. Sollte dann trotzdem mal eine längere Fahrt notwendig sein, kann man sich z.B. bei Mobility ein Fahrzeug reservieren.

Fahrzeuggeräusch: Dieser Punkt ist nicht zu Unterschätzen. Viele Autofahrer möchten gehört werden. Ansonsten würden nicht so viele Spezial-Auspuffanlagen eingebaut. Ein Elektrofahrzeug ist zu unauffällig.

 

Hybrid-Fahrzeuge

Als Hybridfahrzeuge werden die Fahrzeuge bezeichnet, welche neben dem rein elektrischen Antrieb ein weiterer Antrieb (meist ein Verbrennungsmotor) haben.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Parallel-Hybrid und Serie-Hybrid.
Je nach Batteriegrösse spricht man von einem Mild-Hybrid, einem Vollhybrid oder sogar von einem Pug-in-Hybrid.

Weiter wird auch unterschieden, ob Elektromotor und Verbrennungsmotor mechanisch gekoppelt sind oder nicht.

Parallelhybrid
Der Elektromotor und der Verbrennungsmotor helfen einander parallel, das Fahrzeug anzutreiben. Sie sind mechanisch gekoppelt.

Seriehybrid
Grundsätzlich treibt der Elektromotor das Fahrzeug an. Die Batterie ist jedoch sehr knapp bemessen, sodass der Vrebrenner bald anspringt und mittels Generator die Batterie nachlädt.

Hybridfahrzeuge werden beim Auto eher als Übergangslösung zum rein elektrischen Fahrzeug angesehen.

Hilfsaggregate zur Stromerzeugung

Wasserstoff-Brennstoffzelle
Wasserstoff wird oft als Energieträger der Zukunft angesehen. Anstelle der grossen Batterie wird die elektrische Energie für das Elektrofahrzeug mit einer Brennstoffzelle aus Wasserstoff erzeugt. Dies ist eine saubere Sache, denn als Abfallprodukt entsteht nur Wasser.

Aus folgenden Gründen sollte man aber nicht weitere Entwicklungsgelder in die Wasserstofftechnologie stecken:

1) Der Wirkungsgrad über die gesamte Kette von der Erzeugung des Wasserstoffes bis zur Leistung am Rad beträgt nur ca. 25%.

2) Wasserstoff ist nicht nur schwer zu speichern, der generelle Umgang ist schwer und gefährlich. Bei einer Wasserstoffkonzentration von 2% ist das Gemisch bereits explosiv, bei 4% kann sich das Gemisch selbst entzünden. Eine Wasserstoffkonzentration von 2% ist fast nicht messbar. Es gibt deshalb auch keine seriöse Gaswarnung.

3) Es ist nicht möglich, für Wasserstoff einen dichten Behälter zu erstellen. Wasserstoff ist das kleinste Atom. Es gibt kein kleineres Atom.
Somit dringt (diffundiert) es durch jedes Metallgitter oder durch Glas und selbstverständlich durch jeden Kunststoff.
Es ist also immer mit einem kleinen Austritt zu rechnen, wenn dieser auch gering ist. Eine Ansammlung von Wasserstoffautos in einer Tiefgarage über Nacht wäre ein enormes Sicherheitsrisiko.
Auf Grund der Kleinheit der Wasserstoffatome ist es auch enorm schwer, Leitungsverbindungen abzudichten.

Wasserstoff sollte deshalb nur im Freien gelagert oder abgefüllt werden.

Weitere Brennstoffzellen
Zur Erweiterung der Reichweiten sind Brennstoffzellen mit Methanol oder Natriumborhydrid denkbar. Die Handhabung mit Natriumborhydrid oder Methanol ist bedeutend einfacher als mit Wasserstoff.

Weitere Informationen zu Brennstoffzellen finden Sie unter https://www.hoeisi.ch/brennstoffzelle.htm

Range Extender
Ein kleiner Benzinmotor mit einem Generator lädt die Batterie nach, wenn sie nahezu leer ist. So kann die Reichweite des Elektrofahrzeuges erweitert werden.
Der Nachteil ist, dass man wieder ein weiteres System an Board hat und so mehr Gewicht mitfährt.
Zudem werden die Themen wie Wartung und Abgasvorschriften beim Verbrennungsmotor wieder aktuell.