NiMH-Batterien erweisen sich als Top-Option für Hybridfahrzeuge
|
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen |
 |
|
Der HONDA INSIGHT ist eines von drei im Handel erhältlichen Elektrohybridfahrzeugen, die bereits heute auf
den Straßen zu finden sind. Die beiden anderen sind der Honda Civic und der Toyota Prius. |
|
|
NICKELMETALLHYBRID (NiMH)-Batterien spielen eine Schlüsselrolle bei der Betreibung von
Elektrohybridfahrzeugen. |
|
|
Die aktuellste Konstruktionsmethode von NiMH-Batteriemodulen verwendet die hier gezeigte prismatische
Konstruktionsweise. So wird die Abgabe von Wärme erleichtert, und die Installation gestaltet sich einfacher,
als dies bei früheren Konstruktionsarten der Fall war.
|
|
Um weitere Artikel aus dem Nickel Magazine über die Anwendung nickelhaltiger Werkstoffe im
Automobilindustrie zu erhalten,
klicken Sie hier. |
Nickelbatterien spielen eine Schlüsselrolle für den Antrieb nachhaltiger Beförderungsalternativen. Von Barry Waters
Nickel Magazine, März, 2004 -- Die technologische Entwicklung hat die Größe, das Gewicht und die Kosten der in Elektrohybridfahrzeugen eingesetzten Nickelmetallhydrid-Batteriepacks (NiMH) verringert. Diese nun relativ kompakten Batteriepacks weisen inzwischen ausreichend Energie, eine ausreichende Zuverlässigkeit sowie eine ausreichend lange Lebensdauer auf, um für die Mehrheit der in Grossserien produzierten Elektrohybridfahrzeuge wie den Honda Insight oder den Toyota Prius ausgewählt zu werden.
Weitere Verbesserungen werden dazu führen, dass die Anzahl der Elektrohybridfahrzeuge auf den Straßen von heute noch einigen Hunderttausend in der Zukunft auf Millionen steigen wird. Die NiMH-Batterie hat eine gewaltige Verringerung der Schadstoffemissionen der Fahrzeuge ermöglicht, während gleichzeitig die Nutzung der knapper werdenden Energieressourcen effizienter wurde. In der Zukunft - sobald erneuerbare Energien eingesetzt werden, um Wasserstoff für mit Hilfe von Treibstoffzellen betriebene Fahrzeuge zu erzeugen - werden Hybridfahrzeuge mit NiMH-Batterien der Schlüssel zu einem effizienten Einsatz von Energie und zu nachhaltiger Beförderung sein.
Dies sind nur einige der Schlussfolgerungen, zu denen man im November 2003 anlässlich der EVS20, des zwanzigsten internationalen Symposiums mit Ausstellung zum Thema Elektrofahrzeuge in Long Beach im US-Bundesstaat Kalifornien, gelangte. Diese Veranstaltung ist das wichtigste internationale Ereignis der Elektroantriebsbranche, und das Symposium des Jahres 2003 war dem Thema der Energieversorgung für nachhaltige Beförderungsmethoden gewidmet. Anlässlich der EVS20 wurden Produkte von mehr als 100 internationalen Herstellern von elektrischen Antrieben gezeigt, und 60 batteriebetriebene Fahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Fahrzeuge mit Treibstoffzellen standen für Testfahrten bereit. Außerdem wurden Vorträge über geschäftliche, technische und politische Themen von mehr als 200 der weltweit führenden Kapazitäten der Branche geboten.
Die Technologien, die schließlich den Übergang vom Verbrennungsmotor zu elektrischen Antrieben ermöglichen könnten, wurden eingehend diskutiert. Zusätzlich zu einer Verringerung der Fahrzeugemissionen bieten derartige Technologien die Möglichkeit zu einer wesentlichen Verbesserung der Treibstoffeffizienz und letztendlich zum Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff.
Einer der Maßstäbe, an denen die Umweltkosten einer Technologie gemessen werden, ist die sogenannte "Well-to-Wheel"-Effizienz. Sie drückt die Gesamteffizienz einer Energiequelle von der Gewinnung aus dem Erdboden bis hin zu dem Moment aus, in dem die Energie die Räder eines Fahrzeugs in Bewegung setzt. Ein modernes konventionelles Auto weist Toyota zufolge eine Gesamteffizienz von nur 14 % auf. Der Prius der ersten Generation, ein Hybridfahrzeug, weist eine Gesamteffizient von 28 % auf, während das für 2004 vorgestellte Modell der zweiten Generation immerhin eine Gesamteffizienz von 32 % erreicht. Die Zielsetzung für den Prototyp des Treibstoffzellen-Hybridfahrzeugs von Toyota beträgt im Vergleich dazu 42 % (unter der Annahme, dass der Wasserstoff aus komprimiertem Erdgas gewonnen wird).
Alle diese Fahrzeuge steigern ihre Effizienz, indem sie die beim konventionellen Bremsen durch Reibung verlorene Energie durch einen als "regeneratives Bremsen" bezeichneten Prozess zurückgewinnen. Und während es verschiedene Alternativen für die Rückgewinnung dieser Energie gibt, haben sich Honda und Toyota, die einzigen Anbieter von massenproduzierten Elektrohybridfahrzeugen auf dem Markt, für sekundäre NiMH-Batterien entschieden.
In NiMH-Batterien kommt Nickel-Oxyhydroxid mit verschiedenen patentrechtlich geschützten Elementen bestückt als positive Elektrode zum Einsatz. Der Elektrolyt besteht normalerweise aus wässrigem Kaliumhydroxid. Die negative Elektrode besteht gewöhnlich aus Wasserstoff in der Form eines Hydrids einer Nickellegierung. Als andere Metalle dieser Legierung kommen Lanthan oder bestimmte Übergangsmetalle einschließlich Vanadium, Titan und Zirkonium in Frage. Während des Aufladens wird an dieser negativen Elektrode Wasserstoff absorbiert, und es entsteht das Nickelmetallhydrid. Während der Entladung wird der Wasserstoff freigesetzt und zu Wasser oxidiert.
Von Panasonic und Toyota anlässlich des Symposiums präsentierte Vorträge beschrieben die Fortschritte der neuesten Generation von NiMH-Batterien im Detail. Die Konstruktion der neuen Batterie aus prismatischen Modulen gewährleistet eine bessere Wärmefreisetzung und eine einfachere Installation. Die für den Toyota Prius 2004 verwendete Batterie wiegt mit 30 Kilogramm nun 25 % weniger als das Vorgängermodell. Sie wird mit einer Garantie von acht Jahren geliefert, man geht jedoch davon aus, dass die Lebensdauer 15 Jahre betragen wird.
NiMH-Batterien wurden auch dazu verwendet, einen ausschließlich elektrischen Fahrzeugpark zu betreiben, der von Southern California Edison getestet wurde. Fünf Testfahrzeuge des 320 Fahrzeuge umfassenden Fahrzeugparks wurden für detaillierte Tests ausgewählt, und man kam zu dem Schluss, dass man bei einer NiMH-Batterie von einer Lebensdauer von 210.000 bis 240.000 Kilometer ausgehen kann. In fünf Jahren legten die 320 Elektrofahrzeuge mehr als 110 Millionen Kilometer zurück, wodurch die Emission von etwa 915 Tonnen an Luftschadstoffen und der Ausstoß von mehr als 4.100 Tonnen an Auspuffemissionen vermieden wurden.
Barry Waters ist der für den amerikanischen Kontinent zuständige Direktor des Nickel Institute.
FOTOS: Toyota and Honda
 Web site: www.evs20.org |
