Frage: Warum keine normierten Tausch-Akkus für E-Mobile?

weil natürlich jeder Hersteller "sein eigenes Ding" machen will, wird das nur mit politischem Druck gehen...

Die erste Akkuwechseltankstelle ist bereits in Betrieb. In Ulm Seligweiler, natürlich kein deutscher Autohersteller. Die setzen ja auf Verbrenner bis ins nächste Jahrhundert.

Und die ist auch 24/7 offen?

Ich meine in anderen Ländern (ich glaube Brasilien) gab es das schon vor Jahren. Diese Idee ist ein Opfer des Lobbyismus. Mit dem Akku haben e-Autos eine eingebaute Obsoleszenz. Das Auto entwertet sich mit dem Akku selbst. Ein Tausch ist wirtschaftlicher Totalschaden. Außerdem wird es dadurch nur einen begrenzten Gebrauchtwagenmarkt geben. Das spielt den Autoherstellern allen in die Tasche. Deshalb wird genau diese Standardisierung verhindert bzw. gar nicht erst angedacht.
Es gibt nichts besseres für die Hersteller als ein untauschbares Verschleißteil.

Die Wechsel-Technik gibt es aktuell schon bei Nio. Am Ladepark Hildener Kreuz gibt es die schon live zum anschauen. Bei Nio ist die Idee, den Akku als lfd. Miete nur zu "verleihen" (ähnlich wie früher bei der Renault Zoe). Somit bekommst du ein Auto ohne Akku und musst den Akku dazu mieten. Inzwischen bietet Nio auch eine Kauf-Option für Akkus an.

Aus meiner Sicht wird sich das nicht durchsetzen. Warum? Ich sehe folgende Probleme
• für meinen "guten" Akku bekomme ich im Tausch einen "schlechteren" (z.B. andere Degradation)
• Garantie auf Akkus geht verloren bzw. ist an das Fahrzeug gebunden
• alle Akku-Innovationen werden im Keim erstickt. Es gibt derzeit unterschiedliche Akku-Technologien mit verschiedenen Leistungsmerkmalen.

Wenn ich mich für eine Technologie entscheide (z.B. NMC oder LiFePo) und mit dem Fahrzeug vernünftig umgehe möchte ich auch die Vorteile bekommen (z.B. geringere Degradation). Ich wollte dann keinen Akku aus einem Fahrzeug bekommen, welches oft "full Power" hatte.

Dazu kommt dass die Hersteller teilweise bei ihrer Fahrzeugentwicklung die Akkus immer stärker in die Karosserie integrieren. Ähnliches kennen wir von e-Bikes; früher war es ein Akkupack auf dem Rahmen, heute immer häufiger in den Rahmen integriert.

Bei der Lobby und der dogmatischen "Technologieoffenheit" wird im Verkehrsministerium niemand hier initiativ werden......

Es gibt eine Reihe von Gründen sich gegen Wechsel Akkus zu entscheiden.

1) das vorhalten von mehr als einem Akku pro produzierten Auto kostet sehr viel Geld. Dieses kosten müsste letztlich der Autobauer tragen weil dem Kunden sonst das Fahrzeug zu teuer ist.
Außerdem schrumpft der Zeitvorteil gegenüber dem Laden an der Ladesäule mit jedem besseren Modell das neu auf dem Markt kommt. Wir sind jetzt bei 25-30 Minuten
Das wechseln des Akkus dauert 10-15 Minuten. Ist es den erheblichen Mehraufwand beim Wechseln auch dann noch Wert wenn dieser in den kommenden Jahren auf 15-25 Minuten sinkt?

2) die Fahrzeuge werden viel schwerer weil der Akku und das Fahrzeug selbst so stabil sein muss das es zu keinerlei Verwindung oder Verzug durch äußere Einflüsse kommen darf. Das wechseln ist eine sehr präzise Angelegenheit und Verschmutzung oder Beschädigung kann leicht dazu führen das die Maschine den Wechsel nicht durchführen kann.

3) begrenzte Kapazitäten der Wechsel Station.
Wenn vor dir gerade jemand begonnen hat seinen Akku zu wechseln musst du bei den aktuellen Stationen fast genauso lange warten wie es dauert an der Ladestation zu laden.

4) Mit den technischen zwar machbaren aber doch aufwendigen Technik der Wechselstation entsteht ein weiterer Kostenpunkt der ständige Wartung erforderlich macht um dauerhaft zu funktionieren.


Ich bin sicher anderen fällt noch mehr ein.
Aber das dürften die wichtigsten Punkte gegen eine Akkuwechselstation sein.

Es gibt natürlich auch Bereiche bei denen sich so eine derartige Technik bereits erfolgreich bewährt hat (Gabelstapler) oder zukünftig vielleicht noch bewähren könnte.
(Kommunalfahrzeuge, kleinere Baumaschinen…)

Wenn wir uns die Frequenz an den Tankstellen ansehen wo Verbrenner tanken, müssten alle Tankstellen um einiges größer gebaut werden um alle Akkus zu lagern und gleichzeitig laden zu können, auch die Energie die dabei durch die Kabel fließen soll ist heftig.

Die Akkus werden aber auch immer besser und schon in kurzer Zeit wird wieder eine andere Technologie endeckt, so ähnlich wie bei einem Computer, du kaufst die neueste Technik und am nächsten Tag ist sie veraltet und alles müsste wieder umgebaut werden.

Wir wissen auch nicht wie lange der CO² Boom noch anhalten wird, ob auch dazu neue Erkenntnisse wieder ein umdenken auslösen könnte.

Es wird alles nur solange aufrecht erhalten solange es Geld abwirft, gibt es keinen Profit mehr, muss eine neue Idee vermarktet werden, ist traurig und umweltbelastend, aber leider die Realität.

@********uber hat es schon sehr gut zusammengefaßt.

Ich war bei einem Autohersteller in Diskussionen zu diesem Thema involviert. Technische Hauptpunkte dagegen waren:
• Die Bauraumanforderungen sind je nach Fahrzeugtyp sehr unterschiedlich, so daß es eine Vielzahl unterschiedlicher Akkuformen bräuchte. (Ein Akku für einen Kleintransporter wird nie vernünftig in einen flachen Sportwagen passen. Kleinwagen haben ganz andere Akkuspezifikationen als SUVs oder Transporter.)
• Der Akku als großes und schweres Stück bestimmt maßgeblich den Schwerpunkt mit. Muß ein genormter, wechselbarer Akku verwendet werden, bedeutet das Einschränkungen bei Fahrwerksgestaltung und Fahrsicherheit.
• Ein fest verbauter Akku übernimmt einen guten Teil der mechanischen Stabilität der Fahrzeugkarosserie. Bei einem Wechselakku müssen einige zusätzliche Trägerkonstruktionen ins Fahrzeug integriert werden, was es schwerer und teurer macht.
• Akkus müssen klimatisiert (gekühlt und geheizt) werden. Ist der Akku integriert, kann die Fahrzeugklimaanlage mitverwendet werden; ebenso kann überschüssige Wärme aus dem Akku zur Fahrzeugheizung dienen. Wollte man das bei einem Wechselakku realisieren, müßten Wasser- und Klimaleitungen mit automatischen Koppeladaptern verwendet werden, was sehr fehleranfällig wäre. Weiter droht Schmutz in den Kältekreis einzudringen und diesen zu beschädigen. Auch der regelmäßige Verlust von Kältemittel bei diesen Koppelvorgängen wäre beachtlich und sorgt für eine merkliche Belastung durch diese Emissionen.
• Verzichtet man auf eine Koppelung der Klimatisierung, muß der Akku ein eigenes Klimasystem haben, was wartungsaufwendig und im Bereich unter dem Fahrzeug nicht sinnvoll realisierbar ist. Weiter würde es Abmessungen und Gewicht des Akkus merklich erhöhen. Ebenso entfiele die Nutzung der Abwärme, so daß im Winter die Reichweite noch weiter einbrechen würde.
• Die gesamte Anordnung am Unterboden befindet sich in der Zone mit Steinschlag, Staub, Salz, Spritzwasser usw. Die Halterungen und Verbindungen wären deutlichen Korrosionsrisiken ausgesetzt, was hohe Defektraten erwarten läßt.

Wechselakkus wären z. B. bei Fahrzeugflotten (z. B. Lieferfahrzeuge, Busse) u. U. realisierbar, aber nicht universell für den allgemeinen Markt, da dort die Nachteile die Vorteile deutlich überwiegen.

NIO probiert es ja mit dem Wechselsystem. Man wird abwarten, wie sich das entwickelt. NIO selbst setzt parallel auch auf Ladestationen, fährt also zweigleisig. Was erkannt wurde: Für die Akkuklimatisierung hat NIO einen Wasserkreislauf integriert, der mit dem Auto gekoppelt wird.
Zum einen muß sich zeigen, daß das System auch nach einer gewissen Betriebszeit stabil und fehlerarm funktioniert. Zum anderen wird es interessant, wo diese Fahrzeuge bezüglich Verbrauch vor allem im Winter liegen werden. Wird sich da ein Vorteil ausweisen lassen, wird das System Wechselakku evtl. noch einmal mit den neuen Fakten aufgerollt. Nach aktuellen Überlegungen wird dies aber nicht erwartet. Mal sehen, was die Zeit zeigen wird.

Also quasi wie bei Gasflaschen, die grauen Gasflaschen (in ) sind "Eigentumsflaschen" die in Campingshops, Baumärkten oder bei Gashändlern Leer gegen Voll getauscht werden können.

Und die roten Gasflaschen sind Leihflaschen (stehen im Eigentum der Gas-Firma und dürfen auch nur von dieser befüllt werden), die ich dann nur bei der Gas-Firma oder deren Handelspartnern Leer gegen Voll tauschen kann.

Nur faktisch ist es ja so, dass aufgrund der Bauform, Anschlüsse und weiteren technischen Gegebenheiten, die Fahrzeug-Akkus nur zu dem passenden Fahrzeug getauscht werden können.

Ähnlich wie bei den heutigen Akku-Werkzeugmaschinen.

Da kann ich auch nur die Akkus zur "gleichen Marke" passend tauschen.

Also Fazit:

Entweder die Automobilhersteller einigen sich auf eine Norm (was Akkus angeht), oder jeder Hersteller macht sein eigenes System und bindet damit seine Kunden (auf Gedeih und Verderb) an sich.

Gutes Argument. Wenn eine Tankstelle den Öltank gegen einen Akkuspeicher tauscht kann schnelladen auch netzdienlich sein. Und ggf günstige Preise am Strommarkt genutzt werden

Den niedrigen Schwerpunkt würde ich aber gerade aus Sicherheitsgründen trotz den immer erweiterten Geschwindigkeitsbegrenzungen beibehalten wollen.

Denn Kurvenfahrten mit einem hohen Schwerpunkt können auch bei niedriger Geschwindigkeit sehr gefährlich sein.

Rein technisch gesehen sollte es doch kein Problem sein, diese Akkus auch von untenher auszutauschen. Dazu fährt das E-Auto in eine Halle (ähnlich einer Waschstraße), an der ersten Station wird der leere Akku von einem Roboter (der quasi in einer Grube steht) von unten entnommen, dann wird das Fahrzeug automatisch weiter nach vorne geschoben und ein zweiter Roboter hebt den vollgeladenen Austauschakku von unten in das Fahrzeug.

Das Ganze funktioniert mit Klammern und Kontakten ähnlich wie bei Akkuwerkzeugen.

Rein technisch sollte dies in 2-3 Min. zu erledigen sein.

Die leeren Akkus wandern in eine (wie ein Regal angeordnetes) Ladestation, von der auch die vollen Akkus immer wieder entnommen werden.

So die Idee

Akkus sind hochkomplexe und sehr zentrale Subsysteme moderner E-Fahrzeuge.
Sie sind mit-entscheidend für die Marktstellung eines Herstellers im Markt und mit der wichtigste Faktor bzgl. Energieverbrauch eines Fahrzeugs.

Ein Herstellerübergreifendes, funktionierendes Wechselsystem setzt eine entsprechende Standardisierung der Schnittstellen (Kontakte für die Energieübertragung, Verbinder für externe Kühlung/Heizung (nein, eine Heizung nur mit einem elektrischen Heizdraht ist viel zu teuer bzgl. Stromverbrauch und Reichweite), Sensoren, Steuerung von Optimierungssystemen) voraus.

Diese notwendige Standardisierung würde einmal viel zuviel Zeit in Anspruch nehmen als dass sich die heftig konkurrierenden Hersteller darauf einlassen würden. Zum anderen ist die Akku-Technik und deren sehr engen Integration in die Fahrzeugtechnik das wesentlichen Differenzierungsmerkmale der E-Fahrzeug Hersteller untereinander. Die wird niemand freiwillig aufgeben.

Das Fahrzeug alleine ist nicht entscheidend, sondern auch das Angebot darum herum. Man vergleiche nur Tesla mit ihrer Super-Charger Infrastruktur und deren Konkurrenz (Deutsche E-Fahrzeughersteller mit IONITY).

Die Vorstellung die individuelle Elektro-Mobilität mit austauschbaren Akkus zu fördern entstammt genauso einer veralteten Denkweise wie der neueste Vorstoß (Förderung) des BMVI bzgl. Ladeinfrastruktur an Tankstellen. Sie orientiert sich an traditionellen Infrastrukturen (technischen Versorgungsstrukturen), die der Problematik nicht unbedingt förderlich sind.

Elektro-Mobilität geht halt etwas anders...

PS: da gab es mal ein sehr jungen Manager, der versucht hat das Thema Tauschbatterien bereits vor 10 Jahren gewinnbringend zu etablieren (sucht mal im Netz nach 'Better Place') und damit krachend gescheitert ist.

Gut beschrieben; hier das Video dazu

Hier das Thema von Alex Bloch (Auto, Motor, Sport) erklärt:

Ich bin neugierig, wie die jetzt neuen Wechselsysteme sich in einigen Jahren bewähren. Staub, Wasser und Salzwasser sind Teufelszeug, es wird immer wieder unterschätzt, welcher Aufwand getrieben werden muß, damit die Autos das untenrum langfristig ertragen. So gesehen: Der Feldversuch läuft.
(Ein Auto, das Rost ansetzt, kann noch eine gute Zeit weiter in Betrieb bleiben, bis die Betriebssicherheit gefährdet ist. Korrosion am Wechselsystem macht das Wechselsystem quasi sofort unbenutzbar.)

Von der Belastung der Stromnetze gesehen sind Wechselbatterien der bessere Weg, da die Ladeenergie nicht zu dem Zeitpunkt des „Tankvorgangs“ in kompletter Höhe vom Netz geliefert werden muß. (Man darf nicht vergessen, daß Stromnetze - anders als z. B. Gasnetze - keine Energie speichern können, sondern aller entnommene Strom exakt zum gleichen Zeitpunkt irgendwo anders in das Netz eingespeist werden muß.)
Wechselbatterie-Lager könnten sogar als Stabilisatoren der Netze und Puffer der Schwankungen der regenerativen Energien eine weitere wichtige Funktion übernehmen.

Aktuell lösen Schnelladeststionen den großen Leistungsbedarf einfach durch Anschluß direkt an das Mittelspannungsnetz über eigene Trafostationen. Schnelladeststionen sind sehr unsympathische Verbraucher: Der Leistungsbedarf macht riesige Sprünge und ist kaum planbar. Solange die entnommenen maximalen Leistungen vom Netz in der entsprechenden Region noch getragen werden können, kann man das machen. Werden es zu viele Ladestationen, muß lokal stabilisiert werden. Dies kann entweder durch lokal fest installierte Batteriesysteme (z. B. aus ausrangierten E-Auto-Batterien, die diesen Job gut noch längere Zeit machen können) geschehen, wobei das auf Kosten des Wirkungsgrades geht, da die Energie zweimal hintereinander in eine Batterie geladen und wieder entladen werden muß. Oder durch an den entsprechenden Netzknoten installierte Notstromaggregate, die bei Netzgrenzbelastung automatisch anspringen und die Energie aus der Verbrennung von Diesel oder Gas gewinnen. Dann hat das System gegen alle konventionellen Verbrenner-Fahrzeuge verloren.
Egal, welche Art der Stabilisierung: Die (nicht geringen) Kosten werden auf den verursachenden Verbraucher umgelegt, so daß Schnelladestrom deutlich (!) teurer sein wird als „normaler“ Strom.

Die Systemrelevanz des Akkus für das Gesamtfahrzeug wurde schon diskutiert. Deshalb sind Fahrzeughersteller eher keine Freunde von Wechselsystemen, da diese (vor allem, wenn es herstellerübergreifende Akkus sein sollen) enorme Einschränkungen bei der Produktentwicklung und den Alleinstellungsmerkmalen bedeuten. Denn auch der Fahrzeughersteller will letztendlich Geld verdienen, und das geschieht genau über diese Alleinstellungsmerkmale.

Dem gegenüber steht das wirtschaftliche Modell: Letztendlich will ein Stromdienstleister Geld verdienen, sonst würde er das Ding nicht betreiben. Er wird sich fragen: Werden trotz der hohen Kosten ausreichend viele Kunden mein System benutzen?

Der Strom am Schnellader und im Wechselakku wird pro kWh spürbar mehr kosten als der, der an der normalen Parkplatz-Ladestation oder gar der heimischen Wallbox bezogen wird. Der Autofahrer wird sich fragen: Muß ich so schnell weiterkommen, oder reicht mir für meinen Arbeitstag die Energie einer Akkuladung, die ja heute schon 400 bis 500 km und bei einigen Fahrzeugtypen noch deutlich mehr beträgt? Die meisten privat genutzten Fahrzeuge stehen etwa 21h pro Tag herum und werden nicht gefahren.

Letztendlich ist es neben den technischen Problemen (sorry, die heißen heute ja Herausforderungen) mehr noch eine wirtschaftliche Frage: Wird das Gesamtmodell Gewinn abwerfen oder nicht?

Bietet man die „Verwahrung“ von Akkus im Kundenbesitz an, ist der Kunde skeptisch, seinen „guten“ gegen irgendeinen wahrscheinlich „schlechteren“ Akku zu tauschen.
Besitzt der Stationsbetreiber die Akkus und vermietet sie an den Kunden, muß er die Kosten für den Akkutausch selbst erwirtschaften, und er muß die Akkus deutlich früher tauschen, als es der Privatbesitzer täte, da man beim „eigenen“ Akku schon mal fährt, bis er nur noch 80% der ursprünglichen Reichweite hat, bei einem Mietakku solche Einschränkungen aber nicht akzeptiert.

• Die Gesamtheit der Fahrzeuge wird man nicht erreichen, sondern max. einen Teil, bei dem sich ein paar Hersteller zu einer Systemgemeinschaft mit gleicher Akkuschnittstelle zusammenschließen.
• Für die meisten Privatfahrzeuge ist ein Wechselsystem gar nicht interessant, da sie mit der Reichweite eines Akkus über den Tag kommen.
• Die Kosten für das Erneuern aufgebrauchter Batterien wandern vom Fahrzeugbesitzer zum Wechselstationbetreiber.

Wirft das Modell bei all diesen Punkten immer noch Gewinn ab, könnte es sich etablieren.
Better Place hat es bereits probiert und ist gescheitert.

Abgesehen davon, daß es sehr unterschiedliche Fahrzeugtypen gibt, die man gar nicht auf einen Nenner bringen kann und es deshalb nie nur einen oder zwei Akkutypen geben würde:

Ein Standardisierungszwang würde die Gestaltungsmöglichkeiten der Hersteller deutlich einschränken. Letztendlich würde der das Fahrzeug bauen, der es am billigsten kann. Das sind nicht die deutschen Hersteller. Die würden dann Leute entlassen, keine Steuern mehr zahlen (auch die indirekten Steuern durch die Einkommensteuer der Ingenieure und Fließbandarbeiter) und zumachen, und wir hätten dann Einheitsautos à la Trabbi aus dem Reich der Mitte.
Es würde einfach unserem Standort und unserem (teilweisen) Technogiervorsprung schaden.

Ich überspitze es etwas, aber die Grundgedanken stimmen.

Und Elon Musks Tesla mit der im Fahrzeugboden integrierten Batterie und dem darauf aufbauenden Chassis ist auch nicht für Wechselakkus geeignet. Also ist der wohl auch raus.

Man kann immer alles wegreden, was nicht in das eigene Bild paßt. Aber das bedeutet, Fakten zu ignorieren, und die Realität ändert sich eben nicht, wenn einem bestimmte Dinge nicht passen.

Ich bin gespannt, wie sich das aktuell im Aufbau befindliche System entwickelt und welche technischen Probleme im Dauerbetrieb kommen.

Meiner Meinung nach wird sich die Wechselbatterie nicht durchsetzen, weil sie nicht ausreichend Nutzen bringt für die Mehrheit der Fahrzeuge. Maximal kommt sie für eine oder zwei Typen, die daran angepaßt sind und die speziell für weite Strecken gedacht sind. Bei Stadt- und Nahverkehrsautos und allen Fahrzeugen, die tagsüber nicht nachladen müssen, ist der Nutzen einfach nicht da, die können ihre Aufgaben auch einfacher und günstiger erfüllen.

Ein Punkt wurde bisher noch nicht diskutiert:

Durch die notwendigerweise große Öffnung einer Wechselbatterie im Fahrzeug braucht es zusätzlichen Aufwand diesen stabil und steif zu bauen --> höheres Fahrzeuggewicht --> höherer Verbrauch --> höherer Konstruktiver Aufwand --> höhere Kosten.

Will man das Batterie-Gehäuse als tragendes Teil integrieren, kommt es zu zusätzlichen Abhängigkeiten im Hersteller-übergreifenden (!) System-Design, die die Kosten weiter erhöhen.

Wird sicher anders, wenn Batteriegröße und -gewicht mal deutlich sinken sollten. Die Entwicklung sehe ich allerdings im Moment nicht im erforderlichen Maße.