April 2004 Umweltbrief.org Elektroautos, Hybridautos _________________________ Wie ist eigentlich die Tatsache zu erklären, dass wir selbst in unseren Städten noch immer nicht elektrisch fahren? Warum muss jedes Fahrzeug sein eigenes Kraftwerk dabei haben? Ein Elektroauto hat schon jetzt eine Reichweite von ca. 80 km und bringt es leicht auf 90-140 km/h. Während ein E-Motor kaum Wärmeverluste und keine Kaltlaufphase hat, gehen beim Verbrennungsmotor in der Kaltlaufphase bis zu 75% ungenutzt durch den Auspuff verloren. Auch der Katalysator (der ohnehin nur eine Alibi-Funktion erfüllt) muss erst eine Betriebstemperatur von 300 - 400 Grad C erreichen, um die Abgase halbwegs filtern zu können. Ein Elektroauto ist wartungsarm. Ölwechsel und sonstige Motor-Inspektionen fallen weg. Steht es an der Ampel oder im Stau, fließt kein Strom, d.h. kein Lärm und keine Abgase! Die Bremsenergie kann per Bremskraft-Rückgewinnung für die Ladung der Akkus genutzt werden. 100 km kosten ca. 2-4 Euro an Öko-Strom. Die meisten Verbrennungsmotoren brauchen ca. 10-12,--Euro/100 km! >>> Lesen Sie dazu auch unsere Seite "Elektroautos mit Allradantrieb und Radnabenmotoren" bei http://www.umweltbrief.org/neu/html/electro4.html Mercedes A-Klasse "Electric zero emission" http://www.umweltbrief.org/neu/html/A-Klasse_electric_zebra.html "Wasserstoff als neuer sauberer Energieträger und -speicher ist eine der Hoffnungen, denn das Universum besteht zum größten Teil aus Wasserstoff. Was noch rascher an Bedeutung gewinnen wird, sind Elektrofahrzeuge dank drastisch erhöhter Energiedichte in neuartigen Batterien, was viel wirtschaftlicher und sicherer ist und den Wasserstoff als Treibstoff eigentlich überflüssig macht", äußert sich der Energie-Fachmann Gustav R. Grob, Generalsekretär und Initiator der 2002 gegründeten International Sustainable Energy Organisation (ISEO). Und weiter: "Wir stehen als Menschheit vor der Aufgabe, über die Anwendung des Feuers hinauszukommen. Das Feuer steckt heute in allen Verbrennungsmotoren, Heizungen und thermischen Kraftwerken. Von diesem Verheizen nicht erneuerbarer Rohstoffe wegzukommen, ist die riesige Aufgabe dieser Generation." Mehr bei http://www.heise.de/tp/r4/artikel/19/19463/1.html KAZ - die emissionsfreie Stretch-Limousine mit Litium-Ionen-Akkus und 8WD. _________________________________________________________________________ Der geniale Ingenieur Prof. Dr. Hiroshi SHIMIZU von der Faculty of Environmental Information der Keio University hat das Luxusauto der Zukunft gebaut. Die Limousine hat eine Länge 6,70 m, Achtradantrieb (acht Räder mit elektrischen Radnabenmotoren/Magnetmotoren) und benutzt die leichten Lithium-Ionen-Akkus ohne Memory-Effekt. Das bringt immerhin eine Gesamtleistung von 440 kW (590 PS). Acht Personen haben üppig Platz und können sich mit maximal 311 km/h chauffieren lassen. Bei konstant 100 km/h beträgt die Reichweite ca. 300 km. Momentan wird an einer Reichweite von 600 km gearbeitet. Zero-Emission vehicle KAZ bedeutet Keio Advanced Zero-Emission vehicle: die Energie-Effizienz ist ca. 1,7 mal besser als bei konventionellen Autos. Durch "eight-wheel drive" und sehr niedrigem Schwerpunkt werden Beschleunigung und Abbremsung viel weniger wahrgenommen. Die KAZ-Technologie kann für alle Arten von Fahrzeugen verwendet werden, vom Kleinwagen oder Sportwagen bis zum Bus oder Lkw. Dieses wird das automobile Konzept des 21. Jahrhundert sein. Und wieder kommt es aus Japan. Mehr bei http://web.sfc.keio.ac.jp/~hiros/kaz Und es gibt auch schon den Nachfolger von Prof. SHIMIZU und seinen Studenten: Er heisst Eliica (Electric Lithium Ion Car), hat ebenfalls 8 Räder mit elektrischen 55 kW Radnabenmotoren (Achtradantrieb) und leistet insgesamt 470 kw (640 PS) bei Nullemissionsantrieb! Die Luxuslimousine ist 5,10m lang, hat 4 Flügeltüren, einen Konferenzraum und parkt auf Knopfduck selbst ein. Es gibt zwei Versionen vom Eliica: Typ A hat bei einer Höchstgeschwindigkeit von 400 km/h eine Reichweite von 200 km. Typ B hat bei einer Höchstgeschwindigkeit von 190 km/h eine Reichweite von 320 km. Und das dank eines großen Packs Lithium-Ionen-Batterien in der Bodengruppe. Vorerst ist Eliica leider nur ein Prototyp, den Prof. SHIMIZU zusammen mit 40 Studenten und umgerechnet 6 Mio. Euro Sponsorengeldern gebaut hat, aber er funktioniert und könnte in Serie gebaut ca. 250.000 Euro kosten. Jedenfalls übertrifft Eliica unsere Europäischen Luxusautos von Audi über BMW und Mercedes bis hin zu Porsche und Rolls Royce bei weitem. Hiroshi und die Keio University haben erreicht, was jenseits der verölten Scheuklappen möglich ist. Congradulations, Prof. SHIMIZU, you outperformed all the big car companies! Um das enorme Potenzial des Eliica zu illustrieren, haben SHIMIZU's Studenten ein tolles Video gedreht, das man mit Media Player or Quicktime unter "movie" ansehen kann bei >>> http://www.eliica.com Während in Japan wenigstens schon diverse Hybridautos (z.B. Toyota Prius) und moderne Elektroautos erfolgreich gebaut werden, verschläft die Europäische Autoindustrie den Einstieg in das Autofahren des 21. Jhdts. offensichtlich völlig. Sie benügt sich damit, die Konzepte funktionierender Prototypen (z.B. VW Lupo mit 4 elektrischen 30 kW Radnabenmotoren [siehe weiter unten]) wieder im Safe verschwinden zu lassen und Dieselstinker als umweltfreundlich hochzujubeln. Sie haben noch nicht begriffen, dass wir uns bereits im 3. Jahrtausend befinden. Dazu Stardesigner Luigi Colani: "Jährlich werden Millionen Tonnen an Schadstoffen in die Luft gejagt, was jedoch ohne Schwierigkeiten verhindert werden könnte. Das Problem an der ganzen Situation ist, dass viele Politiker und die Mineralölkonzerne eine Emissionsverhinderung gar nicht wollen, weil dies zu erheblichen Einnahmeausfällen bei der Mineralölsteuer führt. (...) Es gibt nur zwei Methoden: Revolution oder Verweigern. Da die erste Lösung wegen der Schlaffheit der jungen Leute wegfällt, gilt es zu verweigern. Den Mist nicht kaufen, der angeboten wird. Diese harten Worte verstehen die Produzierenden." Lesen Sie das Interview mit Luigi Colani über die europäische Lethargie bei http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/sa/18011/1.html Carsten Hansen, als Referent beim Deutschen Städte- und Gemeindebund zuständig für Verkehr und Tourismus: "Fahren ohne Krach und Abgas zu verursachen - das ist ein gutes Gefühl. Besonders in Kur- und Erholungsorten, Bädergemeinden oder in touristisch geprägten Gegenden, in denen viele Gäste ein hohes Verkehrsaufkommen verursachen, wäre die Nutzung leiser und sauberer Fahrzeuge ein Fortschritt. Auch in Stadtzentren mit hoher Verkehrsbelastung können Elektrofahrzeuge zu einer Senkung der Lärmbelastung und zur Verringerung der Luftschadstoffe beitragen." Wer jemals ein Elektroauto gefahren hat, wird festgestellt haben, dass es sehr viel schneller aus dem Stand beschleunigen kann, als die meisten anderen Fahrzeuge dies könnten (kaum Wärmeverluste). Hinzu kommen die Ruhe und Laufkultur, die selbst 12 Zylinder-Motoren in den Schatten stellen. Zu hören ist praktisch nur das Abrollen der Reifen. Ein Kompromiss wäre ein Hybrid-Motor: elektrisch fahren in der Stadt und auf kürzeren Strecken, dazu ein Verbrennungsmotor für Langstrecken-Fahrten (siehe unten). Die Zwickauer Motorenwerke haben 1996 ihren Prototypen Uni 1 vorgestellt: Ein Van (von der Größe und Ausstattung eines R. Espace) mit E-Motor und zusätzlich einem 90 PS tdi-Verbrennungsmotor für ca. 50.000,--DM. In die Serienproduktion allerdings hätte der Wagen nur gehen können, wenn die Zwickauer einen großen Vertriebspartner innerhalb der Autoindustrie gefunden hätten. Ein solcher Partner konnte jedoch leider nicht gefunden werden, weil alle Autofirmen befürchteten, ein solches Hybrid-Fahrzeug zu solchem Preis würde ihren eigenen Modellen den Rang ablaufen. http://mainz-online.de/old/96/11/08/topnews/trabi.html Ähnlich ging es dem vor einigen Jahren sehr vielversprechenden Elektro-"Hotzenblitz", der für einen annehmlichen Preis in die Großserie hätte gehen müssen und die Banken gerade an diesem Punkt den Geldhahn zugedreht haben... Auch der "SMART" sollte ursprünglich wahlweise mit Benzin-, Elektro- und Hybridmotor geordert werden können. Durch die Fusion von Daimler-Benz und Chrysler fielen die umweltfreundlichen Varianten allerdings weg! Smart-Erfinder Hayek stieg daraufhin aus und konstruiert jetzt in Japan einen neuen Elektro-Zwerg. Hier der Prototyp von VW von 2002: >>> VW Lupo mit Radnabenmotor Der VW Lupo hat gleich vier Motoren in jedem Reifen einen, so genannte Radnabenmotoren. Diese werden über Batterien, die unter der Motorhaube sitzen, gespeist. Der vorgestellte Lupo rollt auf großen 16-Zoll-Felgen. Doch gerade bei diesem Lupo machen solche Räder Sinn. Denn in jedem der vier Räder steckt ein Radnabenmotor, der von Batterien unter der Motorhaube gespeist wird. Die Elektromotoren in den Felgeninnenseiten haben eine Maximalleistung von je 30 Kilowatt und ein maximales Drehmoment von 500 Newtonmeter. Vorteil des Radnabenmotors ist, dass die Leistung dort erzeugt wird, wo sie gebraucht wird. Kraftübertragungselemente wie Kardan- oder Antriebswellen entfallen. Praktischer Nebeneffekt ist zusätzlich, dass der Lupo durch dieses Konzept automatisch Allradantrieb hat. Erdacht, entwickelt und gebaut hat den Radnaben-Lupo die Forschungsabteilung von Volkswagen in Zusammenarbeit mit einem hochqualifizierten High-Tech-Partner. Die Idee ist allerdings schon über hundert Jahre alt. Professor Porsche, Käfer-Erfinder und genialer Konstrukteur wandte dieses Prinzip schon um die Jahrhundertwende an. Aber als die Verbrennungsmotoren [und auch die Öl-Lobby] immer stärker und zuverlässiger wurden, geriet das Konzept in Vergessenheit. Erst Anfang der Siebziger tauchte der Radnabenmotor beim Mondauto wieder auf. Auf der Suche nach alternativen Antriebsenergien macht der Radnabenmotor durchaus wieder Sinn. Insgesamt könnte der Lupo 120 Kilowatt leisten, allerdings sind es derzeit wegen der begrenzten Leistungsfähigkeit der kleinen Nickel-Metallhydrid-Batterie nur 75. Aber auch das reicht für sportliche Fahrwerte, wie die Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 10,5 sek. beweist. Momentan hat dieses Konzept aber noch einige Nachteile, wie z.B. das hohe Fahrzeuggewicht, eine eingeschränkte Reichweite von nur etwa 75 bis 150 Kilometer und eine Aufladezeit von 4 Stunden. [Und das liegt natürlich daran, dass keine Lithium-Ionen-Akkus (wie in jedem Handy) verwendet werden.] Das Forschungsfahrzeug "Lupo Radnabe" ist Teil einer langfristigen Strategie von Volkswagen. Eventuell könnte die Kombination des Radnabenmotors mit anderen Antriebskonzepten, wie Wasserstoff als Energieträger und Brennstoffzelle als Energiewandler, interessant sein. http://www.vox.de/28379_29249.php?mainid=20020317&area=technik >>> Lesen Sie dazu auch unser Konzept "Elektroautos mit Allradantrieb und Radnabenmotoren" bei http://www.umweltbrief.org/neu/html/electro4.html Wasserstoffantrieb VW Bora Forscher des Schweizer Paul-Scherrer-Institut (PSI) haben auf dem Umweltgipfel in Johannesburg ein Auto mit Brennstoffzellenantrieb vorgestellt, das 40 Prozent weniger Energie verbraucht als sein Pendant mit Benzinmotor. Das gemeinsam mit der ETH Zürich und Lausanne sowie Industriepartnern entwickelte Fahrzeug stößt, da es mit Wasserstoff angetrieben wird, weder CO2 noch andere Luftschadstoffe aus. Die saubere Energie des Fahrzeugs namens VW Bora HY.Power wird durch einen Brennstoffzellen-Elektroantrieb ermöglicht. Die Brennstoffzellen im Heck produzieren Elektrizität aus Wasserstoff. Als Speicher der Bremsenergie dienen Superkondensatoren, so genannte Supercaps. Und natürlich ist auch die Öl-Lobby gar nicht interessiert an elektrischen Fahrzeugen... "Natürlich muss auch elektrische Energie irgendwie "erzeugt" werden. Aber nur die elektrische Energie ist aufgrund vielfältiger, größtenteils verlustarmer Umwandlungsmöglichkeiten eine nachhaltig ressourcenschonende Option." (Quelle: "Spektrum der Wissenschaft") Elektrisch Auto zu fahren macht natürlich auch nur dann Sinn, wenn der Strom nicht durch todbringende Atomenergie, sondern aus erneuerbaren Energien erzeugt wird. Die billigsten Ökostrom-Anbieter finden Sie in unserem "Energietipp" http://www.umweltbrief.org/neu/html/energietipp.html Hybridautos Hybridtechnik bedeutet, dass ein Auto sowohl einen Benzin- als auch einen Elektromotor hat. Allerdings: Im Vergleich zum normalen Verbrennungsmotor ist der Verbrennungsmotor im Hybridauto kleiner, leichter und hat weniger Leistung. Der elektrische Motor unterstützt den Verbrennungsmotor bei Bedarf. Überschüssige Energie wird vom elektrischen Motor/Generator in einer Antriebsbatterie gespeichert. Wenn das Fahrzeug steht, zum Beispiel an einer Ampel oder im Stau, wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet. Bei geringen Fahrleistungen arbeitet nur der Elektroantrieb - das Auto surrt fast geräuschlos vorbei. Und man darf beispielsweise in der Londoner City rollen, ohne Maut zu bezahlen. Setzen sich solche kommunalen Bräuche auch in anderen Städten durch, könnte z.B der Toyota Prius in Zukunft tatsächlich viele benzingetriebene Konkurrenten meilenweit abhängen. Hybrid-Fahrzeuge können auch deshalb rationeller mit der Energie umgehen, indem sie einen Teil der bereits verbrauchten Energie wieder zurückgewinnen. Das Fahrzeug braucht nie an eine Steckdose, da die Antriebsbatterie immer durch E- Motor/Generator nachgeladen wird. Der Prius von Toyota ist das erste in Serie gebaute Hybridfahrzeug der Welt und kostet ca. 28.000 Euro. Seit 1997 wurden weit über 100.000 Prius verkauft. Mehr bei http://www.toyota-prius.de "Spritverbrauch und Emissionen runter, Leistung, Komfort und Fahrspaß rauf", das verspricht der Smart hyper. Eine Probefahrt mit dem Prototyp auf dem Versuchsgelände seines Herstellers MCC in Renningen bei Stuttgart zeigt, dass der kleine Technologieträger offenbar hält, was sein Züchter verspricht. Im Heck des kompakten Zweisitzers summt ein Elektromotor, direkt verbunden mit dem gewöhnlichen cdi-Dreizylinderdiesel. Eine elektronische Steuerung sorgt dafür, dass sich das Pärchen intelligent ergänzt. Beispielsweise ruhen beide mucksmäuschenstill im Heck, wenn man sie nicht braucht. Etwa an der roten Ampel oder im Stau. Beim Druck aufs Gaspedal weckt eine Start-Stopp-Automatik sofort die sanfte, aber drehmomentstarke Elektromaschine. Lautlos beschleunigt sie den Smart und scheucht den wie eine Hummel brummenden cdi-Diesel hoch. Der schiebt alsbald kräftig mit, muss aber Sekunden später sogleich wieder in den Leerlauf - das halbautomatische Getriebe hat ihn ausgekuppelt, um den zweiten Gang einzulegen. Während der Diesel wegen der Schaltpause stillhalten muss, powert sein elektrischer Partner umso kräftiger am Hinterrad. Und lockert vorübergehend sein Drehmoment wieder, sobald der Brummi erneut Gummi gibt im nächsthöheren Gang. Fast ruckfrei wie mit einer teuren Automatik beschleunigt so der Hyper-Zwerg, in weniger als 18 Sekunden schafft er Tempo 100 - immerhin zwei Sekunden schneller als der gewöhnliche Smart cdi! Bei 140 km/h regelt die Elektronik den Vorschub ab, obwohl der hyper den Eindruck erweckt, er könnte noch flotter laufen. Doch in den meisten Ländern darf man ohnehin nicht schneller fahren. Plötzlich naht eine andere Grenze, das Ende der Versuchsstrecke, eine ehemalige Flugzeugpiste. Fuß vom Gas, und schon spielt der Elektromotor Dynamo, verwandelt Bewegungsenergie in Strom und lädt damit eine Hochspannungsbatterie unter dem Wagenboden auf. Beim gemächlichen Zurückzuckeln, Tempo 50, ruht der Diesel, der Smart rollt rein elektrisch. Erst bei 60 km/h springt der Diesel wieder an - oder wenn nach wenigen Kilometern die Ladungsreserve der Batterie erreicht ist. Dann muss der cdi mitschuften für die Batterieladung. Ein jeder trage des anderen Last - und schaffe so Synergie: Insgesamt spart das Pärchen, dank Start-Stopp-Automatik, Rückgewinnung von Bremsenergie und Fahren bei jeweils optimalen Drehzahlen, rund 13 Prozent Diesel im Vergleich zum gewöhnlichen cdi, sagen die Smart-Ingenieure. So verbrauche der hyper weniger als drei Liter Diesel auf 100 Kilometer. Bessere Beschleunigung, niedrigere Geräusch- und Abgasemissionen vor allem in der Stadt, Komfort wie bei einer Automatik und trotzdem weniger Durst - wer will dieser Kombination den Segen versagen? Aber eine Serienfertigung des hyper ist nicht vorgesehen. Warum kann man dieses Auto noch nicht kaufen? Helmut Wawra, als Vizepräsident von MCC zuständig für Entwicklung und Design, antwortet: "Weil wir uns erstens nicht sicher sind, ob der Kunde bereit ist, die erheblichen Mehrkosten für Elektroantrieb, Regelelektronik und Batterie zu tragen. Zweitens möchten wir Kunden nicht verprellen mit Innovationen, die noch nicht voll optimiert sind." Wo liegen die Schwächen? Darüber reden Ingenieure ähnlich ungern wie Eltern über Macken ihrer Kinder. "Es fehlt zum Beispiel die Langzeiterfahrung mit der Hochspannungsbatterie." Ihre Lebensdauer wird auf etwa zehn Jahre geschätzt, eine neue kostet rund tausend Euro. Trotz aller Scheu vor der Serie nimmt man bei DaimlerChrysler das Hybrid-Konzept offenbar ernst. Vom Smart über die A- und E-Klasse bis zum Off-Roader Dodge Durango hat der Konzern für jeden Fahrzeugtyp einen Hybrid im Stall. "Wir versuchen, mit einem Minimum an baulichen Veränderungen ein Maximum an Zusatznutzen zu integrieren", sagt Karl Ernst Noreikat, der in Stuttgart alternative Antriebe entwickelt. Wohin die Reise geht, lässt ein giftgrüner A-Klasse-Hyper mit 1,7-Liter cdi-Dieselmotor (66 kW, vorne) und Elektrobooster (69 kW, hinten) erahnen: Auf der Mercedes-Teststrecke in Untertürkheim zischt die giftgrüne Hyper-Viper ab wie ein geölter Blitz. Nach acht Sekunden! ist Tempo 100 erreicht (der gewöhnliche cdi braucht 13 Sekunden). Dabei sprudelt die üppige Leistung trotz gedrosselter Gurgel: Vier Liter Diesel schluckt die Viper pro 100 Kilometer (20 Prozent weniger als der cdi). Dabei kann sie leise sein wie ein anschleichendes Raubtier, vollelektrisch schlängelt sie sich kilometerweit, nur die Reifen rauschen sanft. Quelle: http://www.zeit.de/2002/37/Wissen/200237_ts-hybrid.html Gute Information zum Thema bei: http://www.e-mobile.ch/pdf/2002/EcoCarNews_1_d.pdf http://www.elektroauto-tipp.de/index_ie.html http://www.wdpi.de/andere_medien/elektro_text.htm