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Mazda setzt auf den Superkondensator

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In der Automobilindustrie gibt es einen neuen Hoffnungsträger zum Benzinsparen: Den Superkondensator. Experten gehen bereits davon aus, dass Superkondensatoren die bislang eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien ersetzen könnten. Ein erster Autohersteller hat jetzt ein Serienmodell vorgestellt, das Bremsenergie zurück gewinnt und diese in einem Superkondensator zwischenspeichert.

Auto News / Leverkusen. Der neue Mazda6, der im Februar 2013 auf den Markt kommt wird, sorgt derzeit in der Autobranche für Furore. Das Mittelklasse-Fahrzeug verfügt als erstes Serienmodell überhaupt über das so genannte i-ELOOP System, das die Bremsenergie zurück gewinnt und in einem Kondensator zwischenspeichert. Vorteil: Bei Stadtfahrten also vielfachem Wechsel zwischen Beschleunigung und Bremsen soll das i-ELOOP System den Kraftstoffverbrauch um stolze zehn Prozent senken.

Der Kondensator hat den Vorteil, das er als elektrisches Bauteil vorübergehend und blitzschnell große Mengen Elektrizität speichern kann. Hierin liegt auch der Unterschied zur Batterie: Kondensatoren können schnell geladen und entladen werden und sind auch bei lange anhaltendem Gebrauch verschleiß-resistent. Das Konzept i-ELOOP von Mazda wandelt die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie um und versorgt damit die Klimaanlage, das Audio-System und zahlreiche weitere elektrische Komponenten.

Kondensator im Einsatz: Mazda i-ELOOP

Rekuperation ist bislang vor allem aus Hybrid- und Elektrofahrzeugen bekannt, die einen Elektromotor und eine spezielle Batterie an Bord haben. Das Mazda System braucht weder den Elektromotor noch die Batterie. Konkret besteht Mazda i-ELOOP aus einem 12-25V Generator, einem elektrischen Doppelschicht-Kondensator und einem Gleichstrom-Spannungswandler. i-ELOOP beginnt mit der Rückgewinnung der kinetischen Energie, sobald der Fahrer den Fuß vom Gaspedal nimmt. Der Generator erzeugt Elektrizität bei bis zu 25 V, bevor er sie zur Speicherung an den elektrischen Doppelschicht-Kondensator schickt.

Der speziell für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelte Kondensator kann innerhalb von Sekunden vollständig geladen werden. Der Gleichstrom-Spannungswandler verringert die Spannung von 25V auf 12V, bevor die Energie direkt an die elektrischen Komponenten des Fahrzeugs verteilt wird. Bei Bedarf lädt das System außerdem die Fahrzeugbatterie auf. Die Kondensatoren sind inzwischen billiger, langlebiger und weniger temperaturempfindlich als Lithium-Ion-Akkus.

Kondensatoren für Elektro- und Hybridautos

Der Kondensator, der im Mazda6 zum Einsatz kommt.

Durch den Einsatz von i-ELOOP wird der Verbrennungsmotor von der Aufgabe entlastet, Strom für die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug zu erzeugen und dabei zusätzlichen Kraftstoff zu verbrennen. Im Ergebnis lässt sich der Verbrauch im Stop-and-Go-Verkehr um rund zehn Prozent verringern. i-ELOOP arbeitet außerdem mit dem Mazda Start-Stopp-System i-stop zusammen.

Experten denken für Hybridautos darüber nach, Kondensatoren mit Batterien intelligent zu verzahnen: Die Batterien leiden unter Stop-and-Go, während die Kondensatoren diese Aufgabe locker übernehmen könnten. Wird die Lithium-Ionen-Batterie von dieser Aufgabe entlastet, kann die Batterie im Auto länger leben und sogar kleiner dimensioniert werden – das würde dem Elektro- oder Hybridauto womöglich den entscheidenden Preiskick bringen.

Tesla-Chef Elon Musk geht sogar noch einen Schritt weiter und bezeichnete Kondensatoren ZEIT online zufolge als „Totengräber der Lithium-Ionen-Akkus“ in Hybrid- und Elektroautos. Müsse er eine Vorhersage treffen, würde er darauf setzen, dass Kondensatoren die Stromquelle der Zukunft in Elektroautos sein werden.

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% S Kommentare
  1. Staunender sagt

    Ich verstehe nun die „Revolution“ nicht. BMW macht das selbe, ausser den Kondensator dazwischen zu schalten. Wo ist nun der Fortschritt? Wie viel Energie fällt denn bei einem kräftigen Bremsvorgang ab? Wie viel davon kann bei einem Fahrzeug mit nur Batterie und wie viel bei diesem Konzept gespeichert werden?
    Dass der Kondensator billiger ist als LiIon Akkus ist ja in diesem Fall nicht relevant: Die gute alte Bleibatterie ist ja offensichtlich weiterhin an Bord. Also was bringt er Kondensator hier gegenüber der Löesung ohne Kondensator, bei der die rückgewonnene Energie direkt in den Batterie eingespeist wird?

    „Rekuperation ist bislang vor allem aus Hybrid- und Elektrofahrzeugen bekannt, die einen Elektromotor und eine spezielle Batterie an Bord haben.“ – das ist mit Sicherheit falsch. Es fahren auf Deutschlands Straßen mit Sicherheit weit mehr BMWs mit Bremsenergierückgewinnung rum als Hybdrid- und Elektrofahrzeuge zusammen.

    1. Paul sagt

      Siehe Link im vorherigen Kommentar: Der Akkumulator kann die hohe Leistung, welche beim Bremsen umgewandelt werden soll, nicht aufnehmen. Das kann der SuperCap.

    2. Energy sagt

      Zunächst sollte man die Begriffe die hier verwendet werden auch richtig verstehen. Bremsenergie entsteht grundsätzlich im Schubbetrieb des Fahrzeuges (also Fuß vom Gas), ob mit oder ohne Bremseingriff spielt hierbei keine Rolle.
      Die Energiemenge die bei einem Schubbetrieb entsteht ist vergleichsweise gering, aber darum geht es auch nicht. Es geht darum, dass sowohl der Bleiakku als auch ein Li-Akku beim Laden und Entladen einen elektrochemischen Prozess als Grundlage haben. Dieser geht bekanntermaßen nur sehr langsam vor sich wenn man den Akku nicht schädigen möchte und somit die Lebensdauer erheblich verkürzt. Ist also aufgrund des chemischen Prozesses gänzlich ungeeignet in wenigen Sekunden mit hohen Strömen Energie zu speichern. Um diese beiden Energiespeicher zu entlasten, sprich die hohe Strombelastung der Batterien zu senken und die Lebensdauer zu verlängern, bedient man sich eines Ultrakondensators.
      Ein Ultrakondensator oder auch Doppelschichtkondensator hat ein physikalisches Funktionsprinzip nach Helmholtz und kann innerhalb weniger Sekunden mit sehr hohen Spitzenströmen Energie speichern oder abgeben. Die Energiemenge ist in Abhängigkeit der Kapazität der verwendeten Kondensatoren. Üblicherweise bewegt sich diese im Bereich von um die 100F bei solchen Systemen.
      Lange Rede kurzer Sinn, ohne den Ultrakondensator-Speicher könnte man nur einen Bruchteil der Energie speichern und wieder abgeben.
      Was BMW, Audi und Co. an Rekuperationssystemen derzeit in Serie haben ist lediglich ein Kompromiss zwischen Kosten und Nutzen. Denn auch die Aussage ein Ultrakondensator sei billiger als ein Li-Akku ist schlichtweg falsch. Die Anschaffungskosten sind deutlich höher und amortisieren sich erst über die Lebensdauer des Fahrzeuges weil sie bis zu 1 Mio. Zyklen leisten können. Das ist aber den Automobilherstellern wurstegal, den Akku muss ja schließlich der Kunde nach Ablauf der Gewährleistung ersetzen und bezahlen.

  2. Paul sagt

    Ich denke nicht, daß es dort eine ernst zu nehmende Alternative für die Energiespeicherung gibt: http://www.cbcity.de/superkondensatoren-keine-besseren-stromspeicher-fuers-elektroauto

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