DLR: Autonomes Wasserstoff-Mobil für 1000 Kilometer Radius

Cover Image for DLR: Autonomes Wasserstoff-Mobil für 1000 Kilometer Radius
Copyright ©

Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Wolfgang Plank
Wolfgang Plank
  —  Lesedauer 2 min

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht aktuell an einem Langstreckenfahrzeug der Zukunft. Das geht aus einer Mitteilung des Instituts hervor. Demnach ist das Inter Urban Vehicle (IUV) als fünfsitziges Fahrzeug der Mittel- oder Oberklasse gedacht. Der Konzeptschwerpunkt des IUV liegt nach Angaben des DLR im automatisierten Reisen. Zu diesem Zweck soll das Leichtbau-Fahrzeug eine Reichweite von mehr als 1000 Kilometer erreichen.

Um dieser Definition gerecht zu werden, werde bei der Erforschung des Antriebsstrangs auf den Einsatz von Energiewandlern auf Basis alternativer Kraftstoffe, innovativen Speichern, neuartigen elektrischen Antrieben und Brennstoffzellen-Systeme gesetzt, heißt es. Dabei werde die Effizienz des Antriebsstrangs durch die angestrebte Nutzung von Abwärmeströmen – etwa mittels Thermoelektrik – auf ein bisher unerreichtes Niveau gehoben.

Auf der Langstrecke kann die Brennstoffzelle nach Angaben des DLR den Vorteil ihrer hohen System-Energiedichte ausspielen. Der Wasserstoff-Durchsatz genüge, um außer der Erzeugung elektrischer Energie in chemischen Prozessen auch mittels Wasserstoff Kälte und Wärme zu erzeugen und dadurch eine kältemittelfreie Klimaanlage zu betreiben. Diese werde nicht mehr wie bei konventionellen Fahrzeugen über das Cockpit gesteuert, sondern sei im Dachhimmel integriert und sorge so für eine gleichmäßige und trotzdem individuell einstellbare Innenraumbelüftung. Ein Konzept, wie es etwa in Flugzeugen Verwendung findet.

Bei der Karosserie setze man mit neuen Crash-Konzepten auf maximale Sicherheit der Passagiere und Energiespeicher, heißt es. Zum Einsatz kommt demnach eine Multi-Material-Struktur mit einem hohen Anteil an faserverstärkten Kunststoffen (FVK). Das geringe Gewicht trage ebenfalls zur Effizienz des gesamten Fahrzeugs bei. Um einen einfachen und komfortablen Ein -und Ausstieg zu ermöglichen, verfügt das Forschungsfahrzeug auf beiden Seiten über Schiebetüren, die gegeneinander öffnen. In Kombination mit den fehlenden B-Säulen entsteht dadurch eine maximale Türöffnung. Wie aus der Mitteilung hervorgeht, ist beim IUV eine Automatisierung bis Level 4 vorgesehen. So könne der Fahrer auf den langen Strecken entlastet werden und während der Fahrt arbeiten oder sich anderweitig beschäftigen.

Quelle: DLR – Pressemitteilung

worthy pixel img
Wolfgang Plank

Wolfgang Plank

Wolfgang Plank ist freier Journalist und hat ein Faible für Autos, Politik und Motorsport. Tauscht deshalb den Platz am Schreibtisch gerne mal mit dem Schalensitz im Rallyeauto.
Sidebar ads

Artikel teilen:

Schreib einen Kommentar und misch dich ein! 🚗⚡👇


Silverbeard:

Ich fasse zusammen:

BEV (für 1’000km) wäre etwa gleich teuer, deutlich schwerer und nicht so schnell nachladbar.

Jetzt darf aber die BZ nicht schon nach weniger als 100.000km defekt sein, wie das heute üblich ist. Die 20.000 Dollar Reparatur dürften die Bilanz etwas verhageln…

Daniel W.:

Realitisch betrachtet wird das DLR-FCEV-Fahrzeug ein Forschungsprojekt bleiben.

Wie ich in meinen Kommentaren ausgeführt habe genügen ein paar Jahre in der Batterieentwicklung (z.B. Feststoffbatterie) und auch BEV kommen bei gleichem Gewicht auf die 1.000 km Reichweite.

Ich empfehle folgenden Videobeitrag:

Die Wahrheit über Wasserstoff – Mit Prof. Maximilian Fichtner – Warten auf die Brennstoffzelle?
Video >> https://www.youtube.com/watch?v=OGx99CYrlaQ (24 Minuten)

Daniel W.:

Nachtrag 3:

Ein Versuch zur Ermittlung des Mehrgewichtes.

Gewicht DLR-FCEV-Fahrzeug:
Es wiegt „weniger als 1.600 kg“, nehmen wir mal 1585 kg an, abzüglich 625 kg (geschätzt) für BZ, H2-Tanks und Batterien, dann würde das FCEV ohne Speicherkomponenten 960 kg wiegen.
>> 960 kg plus 625 kg Speicherkomponenten gleich 1585 kg.

Gewicht DLR-Fahrzeug als BEV-Version:
Hier „180,8 kWh netto wären etwa 200 kWh brutto und rund 1.150 kg Batteriegewicht“
>> 960 kg plus 1150 kg Batterien (Akkuspacks) gleich 2110 kg (bei 18 kWh pro 100 km).

Mehrgewicht beim BEV 525 kg in diesem Vergleich.

Es wäre schön, wenn der DLR das auch als BEV machen würde und nicht einseitig nur als FCEV.

Jakob Sperling:

Danke für die Berechnungen. Sehr wertvoll zur Versachlichung der Diskussion.

Ich fasse zusammen:
BEV (für 1’000km) wäre etwa gleich teuer, deutlich schwerer und nicht so schnell nachladbar.

Daniel W.:

Nachtrag 2:

Weltsensation: Der ET7 mit Feststoffbatterie

… bauen die Chinesen bald auch eine Feststoffbatterie ein … 150 kWh groß und mit einem Drittel mehr Energiedichte – 360 Wattstunden pro Kilogramm soll sie eine Reichweite von 1000 Kilometern ermöglichen. Allerdings wird es wohl 2024, bis die Topversion erhältlich sein wird.

(Quelle: adac.de – 22.03.2022)

Die eine Rechnung – 150 kWh und 0,36 kWh pro kg, das wären 417 kg und etwa 135 kWh netto.
417 kg bei 135 kWh netto und 18 kWh pro 100 km, das wären 750 km Reichweite.
Geschätzte 625 kg ( 660 kg) für BZ, H2-Tanks und Batterie (FCEV) würden 1124 (1187) km Reichweite bei einer Feststoffbatterie im BEV bedeuten – evtl. Akkupackhülle berücksichtigen, dann etwa 1.000 km.

Die andere Rechnung – Akasol Akkupack (2023) mit 98 kWh und 560 kg – bei 1/3 mehr Energiedichte wären es 147 kWh bei 560 kg oder 164 (173,25) kWh bei 625 kg ( 660 kg) und 148 (155) kWh netto.
148 (155) kWh netto wären bei 18 kWh pro 100 km etwa 822 (861) km – als WLTP etwa 1.000 km.

Kurz gesagt – mit Feststoffbatterien wären schon 2024 die 1.000 km bei gleichem Gewicht möglich.

Daniel W.:

Nachtrag:

Ein Versuch der Ermittlung des Gewichtes von BZ, H2-Tanks und Batterie im DLR-FCEV.

Die klimafreundliche Zukunft der Mobilität mit Wasserstoff

Aktionswochen E-MOB 2020 vom 10.02 – 09.03.2020

im Windstützpunkt Uffenheim am 05.03.2020

Prof. Dr. Jörg Kapischke | Hochschule Ansbach

Toyoto Mirai (166.5 kWh) 5 kg H2

Tanks 100 kg + 230 kg FC

(Quelle: kreis-nea.de – PDF)

Das Gewicht der 45-kW-BZ kann ich nur schätzen, etwa 200 kg.
Batterie mit 48 kWh (evtl. brutto 54 kWh) etwa 275 (310 kg).
H2-Tanks für 7,5 kg etwa 150 kg.
Zusammen ca. 625 kg ( 660 kg).

Die 625 kg ( 660 kg) als leichte Akkupacks von Akasol (2023 lieferbar) brutto etwa 109 (115) kWh.

109 (115) kWh brutto sind netto ca. 98 (103) kWh, bei 18 kWh pro 100 km ca. 544 (572) km Reichweite.

Fazit: Bei gleichen Gewicht wären jetzt es ca. 550 km Reichweite bei einem BEV – in Zukunft steigend.

Daniel W.:

Hier mal einige Daten aus der Pressemitteilung in der Zusammenfassung.

Interurban Vehicle (IUV) – FCEV-Auto:

Länge: 5 Meter

Breite 2 Meter

Sitze: 5

Gewicht: weniger 1.600 kg

———–

Brennstoffzelle: 45 kW (im Vorderwagen)

H2-Tanks (700 Bar): 7,5 kg (im Unterboden)

Batterien: 48 kWh (im Heck)

E-Motor: 136 kW

Höchstgeschwindigkeit: 180 km/h

Reichweite: bis zu 1.000 km

(Quelle: DLR.de)

Zum Prüfen der Daten und für weitere Fotos, z.B. Anordnung von BZ, H2-Tanks, Batterie u. E-Motor, siehe

DLR-Pressemitteilung >> dlr.de/content/de/artikel/news/2022/01/20220318_interurban-vehicle-auch-auf-langer-strecke-nachhaltig-und-bequem.html

Zur Reichweite, vermutlich 750 km mit H2 und BZ sowie 250 km aus der Batterie ergeben bis zu 1.000 km.

2020 … Energiebatterien … 240 Dollar/kWh Nennkapazität … 2030 … 100 Dollar/kWh.

Brennstoffzelleneinheiten im Jahr 2020500 Dollar/kW 2030 auf 240 Dollar/kW

..

Wasserstoffspeichersystems2020 bei fast 1.250 Dollar/kg2030 .. 700 Dollar/kg

(Quelle: electrive.net – 01.03.2022)

Ermittlung der Kosten: (Mit Zahlen aus der ICCT-Studie, siehe oben)

2020 – Preis der Batterien 48 kWh = 11.520 Dollar
2020 – Preis der BZ 45 kW = 22.500 Dollar
2020 – Preis der H2-Tanks 7,5 kg = 9.375 Dollar
Zusammen = 43.395 Dollar (39.508,98 Euro)

2020 >> 43.395 Dollar (BZ, H2-Tanks und Batterie im FCEV) entsprechen 180,8 kWh (Batterie im BEV).

Zum Vergleich:
Eine Batterie mit 180 kWh geteilt durch 18 kWh pro 100 km ergeben ebenfalls 1.000 km Reichweite.

Und 2030 – wie sieht es das mit FCEV und BEV aus?

2030 – Preis der Batterien 48 kWh = 4.800 Dollar
2030 – Preis der BZ 45 kW = 10.800 Dollar
2030 – Preis der H2-Tanks 7,5 kg = 5.250 Dollar
Zusammen = 20.850 Dollar (18.982,88 Euro)

2030 >> 20.850 Dollar (BZ, H2-Tanks und Batterie im FCEV) entsprechen 208,5 kWh (Batterie im BEV).

Zum Vergleich:
Eine Batterie mit 208 kWh geteilt durch 18 kWh pro 100 km ergeben ebenfalls 1.155 km Reichweite.

Aktuelles Problem beim BEV:
180,8 kWh netto wären etwa 200 kWh brutto und rund 1.150 kg Batteriegewicht – noch zu hoch.

Mein Fazit: Preislich wäre es auch als BEV machbar, aber das Batteriegewicht müsste halbiert werden, damit es gewichtsmässig in etwa dem eines FCEV entspricht – die Zeit bringt uns dem Ziel näher.

PS.: Falls jemand Rechenfehler findet, dann melden bzw. eigene Berechnungen posten.

Jakob Sperling:

In der Pressemitteilung steht, dass das Konzept nebst einer 45kW-Brennstoffzelle und einem 7.5kg-Tank auch noch eine Batterie von 48kWh enthält.
Sie können also lokal rein mit dem Strom von Ihrer PV-Anlage fahren, einfach nur etwa 200km.
Das ist der übliche Ansatz bei modernen H2-Antrieben: Die BZ liefert gut die Durchschnittsleistung, die Batterie ist für Spitzenleistungen, Pufferung und Rekuperation da.

Ich staune, dass diese Angaben hier weggelassen wurden.

Stefan:

Alles, wo Platz keine Rolle spielt, könnte mit H2 betrieben werden. Was mich an H2 nervt. 600 Bar Druck auf dem Tank. Ich hatte eine LPG Gasanlage im Otto. Ab Werk(Dacia Logan). Die war in 10 Jahren 2 x defekt und die Reparatur hat in Summe 2500€ gekostet. Unterm Strich hat sie sich nicht gelohnt. Wenn ein Überdimensionierter Akku auch nach 10 Jahren genug Rest Kapazität hat, kann ich ihn noch weiter fahren. Wenn die Brennstoff Zelle degeneriert ist, kann ich sie dann auch weiter fahren? Was kostet die Reparatur der H2 Gasanlage?

Stefan:

Wie schließe ich denn meine Photo Voltaik Anlage auf meinem Hausdach an, um meinen kostenlosen selbst produzierten Strom in dem Auto zu nutzen? Dafür müsste ja noch eine Batterie eingebaut werden, so das aus dem HEV ein BHEV wird. Ist dafür noch Platz vorhanden? Was würde sowas kosten? Auch die Aftersales Kosten würden mich interessieren. Bei Hybrid Ottos rechnet sich Hybrid nicht und ist wg. der kleinen Batterie eher greenwashing und für PV Besitzer uninteressant.

Ähnliche Artikel

Cover Image for MG zündet nächste E-Auto-Stufe: IM5 und IM6 setzen auf 800-Volt-Technik

MG zündet nächste E-Auto-Stufe: IM5 und IM6 setzen auf 800-Volt-Technik

Michael Neißendorfer  —  

Auf einer 800-Volt-Plattform aufbauend, versprechen die Elektroautos nicht nur flotte Ladezeiten sondern auch hohe Reichweiten und viel Leistung.

Cover Image for Munro Series M startet mit 20 Millionen Euro Auftragsvolumen

Munro Series M startet mit 20 Millionen Euro Auftragsvolumen

Sebastian Henßler  —  

Für härteste Einsätze gemacht: Munros elektrischer 4×4 bietet Nutzlast, Zugkraft und drei Aufbauformen – wartungsarm, geländetauglich und alltagstauglich.

Cover Image for Mit V2G und Heimladen bares Geld sparen: Ford zeigt, wie sich Elektromobilität rechnet

Mit V2G und Heimladen bares Geld sparen: Ford zeigt, wie sich Elektromobilität rechnet

Michael Neißendorfer  —  

Ein entscheidender Gamechanger in der Elektromobilität spielt sich nicht auf der Straße ab – sondern in der Einfahrt, wie Zahlen von Ford zeigen.

Cover Image for Rivian: Quad-Motor mit 754 kW Leistung für R1S und R1T

Rivian: Quad-Motor mit 754 kW Leistung für R1S und R1T

Sebastian Henßler  —  

Vier Motoren, 1625 Nm Drehmoment und Launch Cam: Rivian stattet R1T und R1S mit verbesserter Technik für Alltag und Offroad aus.

Cover Image for Wie Accumotive die Batterien für den Mercedes-Benz CLA fertigt

Wie Accumotive die Batterien für den Mercedes-Benz CLA fertigt

Michael Neißendorfer  —  

Mit der Serienproduktion der Batterien für den vollelektrischen CLA setzt die Mercedes-Benz Tochter Accumotive in Kamenz einen großen Meilenstein.

Cover Image for Nur 1990 Stück: VW bringt ID.3 GTX Fire + Ice

Nur 1990 Stück: VW bringt ID.3 GTX Fire + Ice

Sebastian Henßler  —  

Ultra Violet trifft auf Flaming Red: Der ID.3 GTX Fire + Ice erinnert an den Golf-Klassiker von 1990 – jetzt mit Elektroantrieb, Design von Bogner und 240 kW Power.