Das Beste aus der Batterie herausholen

Fahrzeuge der Zukunft sollen sich batteriegetrieben und weitgehend autonom fortbewegen können. Welche Energiespeicher am leistungsfähigsten sind und mit welchen Mitteln selbstfahrende Vehikel sichergemacht werden können, sorgt unter Forschern für Debatten

Wien – Das Ziel des Technologiewettlaufs steht klar vor Augen: ein Fahrzeug, das einerseits seine Antriebsenergie aus einem leistungsfähigen Stromspeicher bezieht und sich andererseits möglichst autonom durch beliebige Verkehrsumgebungen bewegen kann. Auf dem Weg dahin gilt es nicht nur technologische Hürden zu meistern. Industrie, Forschung und Verwaltung müssen auch rechtliche Grundlagen schaffen, sich mit der Akzeptanz bei potenziellen Kunden auseinandersetzen und die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit im Auge haben.

Viele der Aspekte kamen bei der Konferenz Eco-Mobility 2017 vergangene Woche in Wien zur Sprache. Neue Batterie- und Antriebstechnologien sowie die Schwierigkeit, selbstfahrende Autos für jedes erdenkliche Szenario vorzubereiten, waren Hauptthemen der diesjährigen 12. Tagung der A3PS (Austrian Association for Advanced Propulsion Systems). Die Plattform zur Förderung alternativer Antriebssysteme ist eine vom Verkehrsministerium initiierte Public Private Partnership, die eine koordinierte Zusammenarbeit von Industrie und Forschung in diesem Bereich fördert.

Wenn es um innovative Batteriesysteme für Fahrzeuge geht, kommt man in Österreich an einem Namen nicht vorbei: Kreisel Electric. In dem oberösterreichischen Unternehmen werden Prototypen von Batterien- und Ladetechnik sowie Demonstrationsfahrzeuge entwickelt und Kleinserien produziert. Mittlerweile ist mit Patrick Knapp-Schwarzenegger, Neffe Arnold Schwarzeneggers, ein Investor mit guten Kontakten zum US-Markt an Bord.

Markus Kreisel, einer der drei Brüder, die das Unternehmen führen, erklärt im Rahmen eines Keynote-Vortrags bei der A3PS-Kon- ferenz die Funktionsweise ihrer Kernentwicklung: ein Batteriesystem, das durch eine spezielle Bauweise und Kühlung auf besonders hohe Leistungsdaten bei kleinem Volumen und flexiblen Formen kommt. Dabei werden Zellen in konventioneller zylindrischer Bauform auf neue Art verbunden und Abstände zwischen Zellen für eine direkte Flüssigkeitskühlung verwendet. Die Technologie beinhaltet eine Lösung für eines der größten Probleme bei Hochleistungszellen: Die Überhitzung einzelner Zellen kann kontrolliert werden, ohne dass benachbarte Zellen davon beeinflusst werden, erklärt Kreisel.

Von Porsche bis Flugzeug

Die vorteilhaften thermischen Eigenschaften der Flüssigkeitskühlung, die jede einzelne Zelle umfließt, bietet etwa Vorteile bei thermisch heiklen Schnellladevorgängen. Die Möglichkeit, den Temperaturbereich jeder einzelnen Zelle zu kontrollieren, wirkt sich positiv auf die Lebensdauer aus. In seinen Projekten rüstet Kreisel etwa einen Porsche 910 aus dem Jahr 1971 oder das Elektroflugzeug Solar Stratos mit Batteriesystemen aus.

Dass sich Kreisel abseits des technologischen Mainstreams bewege, der in Richtung anderer Zelltypen geht, warf der US-Batterieforscher Tien Duong ein, ein weiterer Keynote-Speaker, der über zukünftige Technikstrategien wie den Einsatz von Polymeren, Keramiken oder Materialien wie Sulfur reflektierte. Auch wenn in der Industrie bald sogenannte prismatische Zellen vorherrschen, könne Kreisel die kostengünstigen zylindrischen Zellen durch die Optimierung zu konkurrenzfähigen Systemen verbauen, so die Entgegnung.

Maschinenunfälle

Auf die Frage der öffentlichen Akzeptanz von selbstfahrenden Autos ging Peter Schöggl in seinem Tagungsbeitrag ein. Er ist beim Technologiekonzern AVL List tätig, wo man sich auf Testmethoden für autonome Autos konzentriert. Bei 95 Prozent der Autounfälle sei der Mensch schuld, 1,3 Millionen Insassen sterben weltweit pro Jahr, das ergibt durchschnittlich einen Toten pro zwölf Millionen gefahrenen Kilometern. Wie viele Unfälle von autonom steuernden Fahrzeuge in Zukunft akzeptabel sein werden, stellte Schöggl zur Debatte.

Verlange man von der Technik, 10.000-mal besser als der Mensch zu sein, hieße das, durchschnittlich 120 Milliarden Kilometer ohne tödliche Unfälle zu absolvieren. Es würde Jahrtausende brauchen, um derartige Strecken mit Testfahrzeugen zu absolvieren. Also wandert die Validierung der Fahrsysteme in den virtuellen Raum, wo systematisch Szenarios abgetestet werden.

Die tatsächliche Zahl der Straßenunfälle, die durch autonome Autos verursacht werden, wird sich stark auf ihre Akzeptanz auswirken. Umfragen zufolge fürchten sich heute 70 Prozent der Konsumenten vor den Autos, die selbst steuern.