Elektroauto-Neuheiten 2014: Quant e-Sportlimousine

luxuriöse Elektroauto mit Flügeltüren, einem Hightech-Bediensystem und mit großem Luxus ausgestattetem Interieur ist ein Einzelstück. Es wird von vier Elektromotoren angetrieben, die mit Strom aus einem Batterie-System in Flusszellen-Technik fahren, ähnlich einem technischen Zwitter aus Akkumulator und Brennstoffzelle. Diese nanoFlowcell ist der Speck, damit Autobauer anbeißen. Denn die neue Batterie soll gegenüber vergleichbaren Lithium-Ionen-Akkus längere elektrische Reichweiten der Pkw ermöglichen.
Weit vor der Batterie kommt die Hülle. Die durchweg fortschrittlich zu bezeichnende Quant e-Sportlimousine hat ein Monocoque aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Darüber hinaus prägen neuartige elektronische Bediensysteme und Steuerungen den viersitzigen Schönling. Aber gebaut hat ihn die nanoFlowcell nicht selbst. Sie entwickelt den Energieerzeuger. Die Karosserie und die Fahrzeugtechnik kommen von Spezialisten. Beispielsweise von Bosch Engineering in Abstadt bei Heilbronn. Kernaufgabe der 100-prozentigen Tochter des Automobilzulieferers aus Stuttgarter ist die Systemauslegung des Antriebsstrangs für den Prototyp. Zu ihren Entwicklungsschwerpunkten zählen Systemintegration, Energiemanagement und die Steuerung der Hoch- und Niedervoltkomponenten.
Mit dem Know-how über das Zusammenspiel von Antrieb, Fahrwerk und Multimedia entwickelt Bosch Engineering eine spezifische Architektur des Fahrzeugsystems für das Elektroauto. Dazu zählt auch das komplette Kommunikationsbordnetz für eine leistungsstarke und ausfallsichere Datenkommunikation zwischen den Systemen und Komponenten im Fahrzeug. Ebenso gehören die Fahrzeug-Kontroll-Einheit (VCU), die Steuerung des Energiemanagements, das Antiblockiersystem, das Kombiinstrument sowie der Bodycomputer, der das zentrale Bordnetz bedient, zum Kundenauftrag. Bosch, der Spezialist für die besonderen Anforderungen von Kleinserien und Hochleistungsfahrzeugen, setzt dabei auf Komponenten und Systeme aus seinen automobilen Großserien.
Des Pudels Kern: Es ist die nanoFlowcell, also die Flusszellen-Batterie die hier "verkauft" werden soll. Sie funktioniert als chemische Zelle ähnlich einem technischen Zwitter aus Akkumulator und Brennstoffzelle. Ihr Charakter ist laut der Firma aus Lichtenstein die besonders fortschrittliche Bauart. 1976 für die amerikanische Weltraumbehörde NASA patentiert, kann diese Flowcell-Technik heute frei genutzt werden. Erste Anlagen arbeiten bereits als Energiespeicher für häusliche Solarsysteme und Windkraftanlagen.
Die nanoFlowcell-Bauweise besteht, vereinfacht dargestellt, aus zwei Zelleinheiten, die getrennt sind durch eine Membrane unbekannter Material-Spezifikation. Durch sie wird jeweils eine unterschiedliche Elektrolyt-Flüssigkeit gepumpt, die sich in zwei separaten Tanks befinden. Die zwei Zelleinheiten sind vergleichbar mit plattenförmigen Plus- und Minus-Polen einer herkömmlichen Bleibatterie. In einer Zelleinheit trennen sich Ionen des chemischen Grundstoffs, des in wässriger Lösung vorliegenden Elektrolyts, und dringen durch die Membrane in die zweite Zelleinheit. Zwischen den Polen liegt nun eine Spannung in Volt an.
Die Elektrolyte sind entscheidend für die Qualität der Energieerzeugung. Anders als bisher, wo übliche Metallsalze in wässriger Lösung verwendet werden, setzt nanoFlowcell eine neu entwickelte Elektrolyt-Flüssigkeit mit speziell zusammengesetzten Metallsalzen ein. Die Firma erklärt, dass sich die verwendeten Metallsalze als Ladungsträger innerhalb der wässrigen Lösung durch definierte Nano-Mechanismen im Bereich der Quantenchemie auf ein völlig neues Niveau für die Ladungsdichte einstellen lassen - somit auch die Menge der lieferbaren Energie.
Als besonderen Vorteil bezeichnet nanoFlowcell, dass sowohl über die Füllmenge der Elektrolyt-Tanks als auch über Konzentration der Elektrolyt-Flüssigkeit die Energiemenge bestimmt werden könne. Ebenso seien die Ladungsverluste innerhalb der Zelle sehr gering, sodass der innere Wirkungsgrad der nanoFlowcell über 80 Prozent betrage.
Und was bringt das alles im Vergleich zur aktuell fortschrittlichsten Batterie-Technik, den Lithium-Ionen-Akku-Systemen? Die Energiedichte liege mit 600 Watt und Stunde (Wh) je Liter "Doppel-Elektrolyt" fünf- bis sechsfach höher als bei derzeit eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien. Auch sei mit etwa 10 000 Ladezyklen die Anzahl gegenüber Lithium-Ionen-Akkus um den Faktor Zehn höher.
Beim in Genf präsentierten Prototypen Quant setzt nanoFlowcell auf ein Elektrolyt-Tankvolumen von zweimal 200 Litern. Das ergebe ein Energieinhalt von 120 kWh, rechnerisch 200 Liter "Doppel-Elektrolyt" mal 600 Wh je Liter. Die Sportlimousine verbrauche im EU-Normzyklus etwa 20 kWh/100 km würde also theoretisch eine Reichweite von 600 Kilometer erzielen.
Weitere Steigerungen sind möglich, erklärt die Aktiengesellschaft aus Lichtenstein. Aber es wird auch abenteuerlich. Das Tankvolumen könne bis auf 800 Liter erhöht werden, so nanoFlowcell. Es gelte die alte Weisheit der Konstrukteure, wonach Tankvolumen in der Karosseriestruktur eines modernen Fahrzeugs bedeutend leichter unterzubringen sind als schwere Akkusysteme. Aber wie sollen die Konstrukteure mit mehr als 800 Kilogramm Gewicht der Elektrolyt-Flüssigkeit umgehen? Das ist die Masse eines kleinen Autos. Sie kämpfen für leichte Autos schon längst um jedes Gramm? Obwohl das Doppel-Betanken mit den Elektrolyt-Flüssigkeiten keine Probleme aufwerfen dürfte, wer bezahlte und richtete die Tank-Infrastruktur ein?
Das neue Produkt der Aktiengesellschaft aus Lichtenstein wurde im Simulations-Labor in Vaduz und im DigiLab in Zürich konzipiert. Und befindet sich aktuell noch im Stadium der Entwicklung, erklärte die nanoFlowcell auf dem Genfer Autosalon.
Wolfgang Pester/mid mid/wop Bildquelle: nanoFlowcell
Bildunterschrift: mid Düsseldorf - Ein Augenschmaus: Die rassige Sportlimousine Quant fährt rein elektrisch.

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