Technische Potentialanalyse von Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge

Um die Erdölabhängigkeit und den Schadstoffausstoß zu senken, strebt die Bundesregierung an bis zum Jahr 2020 die Anzahl an Elektroautos stark zu steigern, aber mindestens 1 Millionen zugelassene Elektrofahrzeugen in Deutschland zu erreichen. Aktuell ist aber die Anzahl viel geringer als prognostiziert, was unter anderem an der im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren geringeren Reichweite und höheren Anschaffungskosten liegt.
Im Fokus aktueller Forschungs- und Entwicklungsvorhaben steht dabei der Energiespeicher des Elektrofahrzeuges, der maßgeblich für die Kostendifferenz zu Fahrzeugen mit konventionellen Antrieben verantwortlich ist und mit seiner Kapazität die Reichweite maßgeblich bestimmt. Ziel ist es, durch verbesserte und neue Akkumaterialien die Lebensdauer der Zellen zu erhöhen, die Leistungsfähigkeit zu verbessern, ohne dabei Sicherheit zu gefährden und insgesamt die Kosten der Zellen zu senken.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Bewertung von aktuellen und zukünftigen Technologien und Produktion von chemischen Akkuzellen für Elektrofahrzeuge. In Anlehnung an die VDI Richtlinie 2221 werden zur Bewertung die Entwicklungsphasen Planen, Konzipieren und Entwerfen angewendet. In der Planungsphase werden der Stand der Technik aktueller Akkusysteme und zukünftige Akkutechnologien und Produktionstechniken ermittelt. Anhand der durchgeführten Systemanalyse und der ermittelten technischen und wirtschaftlichen Zielwerte für die Akkuzellen, werden in der Konzeptphase die geeignetsten Technologien und Maßnahmen in Nutzwertanalysen bewertet und ausgewertet. In der Entwurfsphase wird in einem Fallbeispiel anhand eines aktuell existierenden Fahrzeuges die möglichen Reichweitensteigerungen der am vielversprechendsten gewählten Akkutechnologien bis zum Jahr 2030 ermittelt.
Das Ziel der Arbeit ist es, einen Ausblick zukünftiger Akkusysteme für Elektrofahrzeuge in der die möglichen Potentiale, Herausforderungen und Grenzen der in Entwicklung befindlichen Akkutechnologien bis zum Jahr 2030 zu geben.