In Zukunft elektrisch: E-Mobilität als Game Changer für die Automobilindustrie
Es gibt gute Gründe, ein Elektroauto zu fahren – und tatsächlich entscheiden sich immer mehr Menschen für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die rasanten Entwicklungen und immer neuen Innovationen der Branche haben das Elektroauto in den vergangenen Jahren aus der Nebenstraße in die Mitte der Gesellschaft geholt.
Inzwischen ist klar: Elektromobilität hat Zukunftspotenzial. Ob sie als Brückentechnologie einzuordnen ist oder sich ihre Nutzung lediglich in bestimmten Anwendungsfällen (z. B. Lang- vs. Kurzstrecke, individual vs. öffentlich, Personen vs. Cargo) als sinnvoll erweisen wird, hängt vor allem von der künftigen Weiterentwicklung der Batterietechnik ab – denn es sind vor allem die Prozesse ihrer industriellen Fertigung und ihres Recyclings, die den ökologischen Fußabdrucks eines elektrisch betriebenen Pkw maßgeblich beeinflussen. Nach aktuellem Entwicklungsstand ist ein elektrisch angetriebener Pkw erst ab einer Laufleistung von 150.000 km sauberer als ein modernes Dieselfahrzeug – eine Zahl, die es weiter zu reduzieren gilt.
Das enorme Zukunftspotenzial der Elektromobilität haben auch EU und Bundesregierung inzwischen erkannt – mit verschiedenen Förderangeboten unterstützen sie die wettbewerbsfähige Etablierung der E-Mobilität am Markt und machen den neuen Antrieb so noch attraktiver.
Die Zahl der Elektroautos wird weiter steigen
In Deutschland fahren aktuell mehr als 113.000 Fahrzeuge mit Elektroantrieb (Stand: 01.01.2020). Damit stehen wir europaweit auf dem dritten Platz – gleich hinter Norwegen und dem Vereinigten Königreich. Zusätzlich unterstützt wird der Kauf elektrischer Fahrzeuge durch das Elektromobilitätsgesetz des Bundes. Dabei handelt es sich um Ergänzungen des Straßenverkehrsgesetzes, die Elektrofahrzeugen besondere Privilegien einräumen, darunter zum Beispiel reduzierte Parkgebühren und die Aufhebung bestimmter Zufahrtsbeschränkungen.
Für die Fahrzeughersteller und ihre Zulieferer, die etwa 80 % aller Fahrzeugkomponenten bereitstellen, eröffnet sich dadurch ein enormes Potenzial. Um dieses vollumfänglich nutzbar zu machen, braucht es eine effiziente Produktion, die den besonderen Anforderungen der Protagonisten gerecht wird – gemeint sind Elektromotor und Batterie.
Potenziale und Herausforderungen für die Automobilindustrie
Nicht nur hinter dem Steuer, bereits bei ihrer Herstellung sind Elektrofahrzeuge echte Game Changer: Das Fehlen des Verbrennungsmotors reduziert die Komplexität des Fahrzeugaufbaus, die Zahl der benötigten Bauteile ist wesentlich geringer. In der Folge reduziert sich der zeitliche, materielle und personelle Produktionsaufwand erheblich.
Gleichzeitig stellt die Fertigung von Elektroautos die Fahrzeugindustrie aber auch vor neue Herausforderungen. Als Leistungsträger und Impulsgeber im Bereich Fördertechnik wissen wir um diese besondere Aufgabenstellung – und liefern durchdachte Lösungen für eine effiziente, wirtschaftliche Produktion von Elektrofahrzeugen.
Unsere kontinuierlich wachsende Expertise und Erfahrung im Bereich E-Mobilität überzeugt Hersteller und Zulieferer auf der ganzen Welt. Wir möchten etwas davon mit Ihnen teilen – beginnend mit den Grundlagen, Potenzialen und Problemstellungen der Branche.
Elektrisch in die Zukunft: Das Einmaleins der E-Mobilität
Der Terminus Elektromobilität (kurz: E-Mobilität) bezeichnet per Definition die Fortbewegung unter Einsatz eines Elektromotors. Aber Elektroauto ist nicht gleich Elektroauto – denn neben Fahrzeugen mit rein elektrischem Antrieb fallen auch Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeuge in diese Kategorie.
Folgende Fahrzeugtypen konnten sich in den vergangenen Jahren am Markt etablieren:
BEV Battery Electric Vehicle
- Fahrzeug mit Elektromotor & Batterie
- Rekuperation (= Energierückgewinnung) möglich
REEV Range Extended Electric Vehicle
- Fahrzeug mit Batterie & Verbrennungsmotor
- Zusatzmotor liefert Strom für Batterie, ohne das Fahrzeug anzutreiben
PHEV Plug-In-Hybrid Electric Vehicle
- Fahrzeug mit Elektromotor & Verbrennungsmotor
- beide Motoren treiben das Auto an
- Batterie wird über das Stromnetz aufgeladen
HEV Hybrid Electric Vehicle
- Fahrzeug mit Elektromotor & Verbrennungsmotor
- Batterie wird durch Rekuperation aufgeladen
Benziner und Diesel vs. Elektroauto: Hier liegt der technische Unterschied
Auf viele Komponenten, die bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor obligatorisch sind, kann ein Elektroauto verzichten. Alle Teile, die für die direkte Umwandlung chemischer Energie in Antrieb benötigt werden, darunter zum Beispiel Anlasser, Einspritzsystem, Kurbeltrieb, Tank und Auspuff, müssen im Elektroauto nicht verbaut werden.
Das Herz des Elektroautos: Die Lithium-Ionen-Batterie und ihre Komponenten
Das Kernstück eines jeden Elektrofahrzeugs ist seine Batterie. Als dominierende Technologie haben sich hier bisher Lithium-Ionen-Akkus etablieren können. Ob (oder wie lange) das so bleibt, ist aktuell aber schwer vorhersehbar, denn auch an anderen Batteriesystemen (z. B. Lithium-Luft-Akkus) wird nach wie vor intensiv geforscht.
Im Akku des Elektrofahrzeugs wird die vorab zugeführte elektrische Energie gespeichert. Diese kann dann vom Elektromotor in Bewegungsenergie umgewandelt werden. Kleinste Einheit dieses Systems sind einzelne Batteriezellen im Zylinder-, Prisma- oder Pouch-Format, die innerhalb einer bestimmten Anzahl von Modulen (in der Regel 5 bis 15 Stück) gekoppelt werden. Dabei gilt: Je höher die Zahl der Module, desto größer die Reichweite des Elektroautos.
Schon gewusst? Die in modernen Elektrofahrzeugen verbauten Lithium-Ionen-Akkus unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise kaum von der ersten Batterie der Welt, die im Jahr 1800 von Alessandro Volta entwickelt wurde. Damals wie heute besteht die Batterie aus zwei Elektroden (Anode und Kathode) und einem Elektrolyten. Die beiden Pole sind durch einen nicht leitfähigen (aber ionendurchlässigen) Separator voneinander getrennt. An der Anode werden negative Elektronen bereitgestellt, die Kathode übernimmt sie. Auf diese Weise entsteht elektrische Spannung.
Hohes Gewicht, geringe Variabilität: Die Materialschlacht um das Elektroauto
Die zwischen 300 und 750 kg schweren Akkus von Elektrofahrzeugen machen ca. ein Drittel des Gesamtgewichts aus. Für die Konstruktion der Bodenplatte, in der der Energiespeicher untergebracht ist, ergeben sich dadurch völlig neue Anforderungen. Und auch die Logistik- und Produktionsanlagen der Fahrzeugindustrie müssen an das hohe Gewicht der (oft in Gebindegrößen von 1.000 kg gelieferten) Batterien angepasst werden.
Eine weitere Neuerung, die bei der Planung von Produktionsanlagen für Elektroautos und ihre Komponenten Berücksichtigung finden muss: Während Verbrennungsmotoren über viele unterschiedliche bewegliche Einzelteile verfügen, besteht ein elektronisch angetriebenes Fahrzeug aus einer höheren Zahl identischer Teile – für die Intralogistik eine massive Veränderung.
In Zukunft an Ihrer Seite: Fördertechnik von ALTRATEC
Eines ist klar: E-Mobilität verändert die Fahrzeugindustrie nachhaltig. Damit die neue Technologie ihr Innovationspotenzial voll ausschöpfen kann, braucht es effektiv arbeitende Produktionsanlagen, die mit bedarfsgerechter Fördertechnik ausgestattet sind. Hier kommen wir ins Spiel!
Das Team von ALTRATEC nutzt seine langjährige Erfahrung in der Konstruktion automatisierter Förder- und Transfersysteme, um den jungen Industriezweig weiter voranzubringen. Unsere Expertise gibt uns die Möglichkeit, flexibel und souverän auf die immer neuen Entwicklungen und Veränderungen der Branche zu reagieren.
Bleiben Sie informiert: Welchen besonderen Anforderungen Fördertechnik von ALTRATEC im E-Mobility-Sektor gerecht werden muss, erklären wir in unserem nächsten Blogbeitrag.