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NASA-Technologie soll Ladezeiten von E-Autos auf unter 5 Minuten senken können

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Von: Julian Baumann

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Eine Mehrfach-Ladestation von Mercedes-Benz auf einem Parkplatz des Autokonzerns in Mannheim.
Eine NASA-Technologie soll ermöglichen, dass E-Autos an Ladestationen in unter fünf Minuten geladen werden können. © Arnulf Hettrich/Imago

Die US-Weltraumbehörde NASA hat eine Technologie entwickelt, die eigentlich für den Einsatz im All gedacht ist. Auf der Erde soll sie aber einen oft genannten Nachteil von E-Autos bekämpfen können.

Stuttgart/Washington - Die US-Weltraumbehörde NASA hat kürzlich Hinweise auf Leben auf dem Mars entdeckt, doch auch auf der Erde könnte eine Technologie der Behörde das Leben vieler Menschen einfacher machen. Unter dem Projektnamen „Flow Boiling and Condensation Experiment“ (FBCE) entwickelte die NASA in Kooperation mit Wissenschaftlern der Purdue University einen neuartigen Kühlmechanismus, der eigentlich für die nächsten Einsätze der Weltraumbehörde im All gedacht ist. Wie die NASA in einem Blogeintrag schreibt, kann die Technologie aber auch eines der meist kritisierten Probleme der E-Mobilität lösen: die vergleichsweise lange Ladezeit von E-Autos.

Zu Beginn des aktuellen E-Auto-Booms hatten Autofahrer gegenüber den Stromern noch viele Einwände. Die geringe Reichweite und das hohe Gewicht der Batterien wurden besonders oft kritisiert. Forschungsfahrzeuge wie der EQXX von Mercedes-Benz, der seinen eigenen Reichweiten-Rekord brach, zeigen aber, dass mangelnde Reichweite kein Problem mehr darstellt und auch die Batterien werden durch neue Technologien immer leichter. Neben der noch immer nicht ausreichend ausgebauten Ladeinfrastruktur in vielen Ländern ist die vergleichsweise lange Ladezeit aber noch immer ein Problem, das die NASA-Technologie aber lösen könnte.

NASA-Technologie soll E-Auto-Ladezeit reduzieren - durch Kühlung der Kabel

Neben der elektrischen Reichweite ist auch die Ladezeit ein wichtiges Kriterium für eine Kaufentscheidung und damit ein Faktor für den Umstieg auf ein E-Auto. „Bevor E-Autos flächendeckend eingesetzt werden können, müssen einige Herausforderungen gemeistert werden“, schreibt die NASA in dem Blog-Eintrag. Erstens müsse das Netzwerk an Ladesäulen weiter ausgebaut werden. „Zweitens muss die zum Laden eines Fahrzeugs erforderliche Zeit reduziert werden.“

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Gerade bei der Ladezeit von batteriebetriebenen Fahrzeugen müssen Besitzer aber noch immer einiges an Geduld mitbringen. Die Ladezeit an einer üblichen Haushaltssteckdose, über den Hausstrom, kann bis zu 10 Stunden betragen. Sogenannte Wechselstrom-Ladesäulen laden das E-Auto immerhin in wenigen Stunden zur Weiterfahrt auf. Am schnellsten sind die Gleichstrom-Ladesäulen, wie sie beispielsweise auch die EnBW an Raststätten und eigenen Ladeparks betreibt. Dort kann ein E-Auto, je nach Akkukapazität und Ladeleistung, in etwa 30 Minuten zu 80 Prozent geladen werden. Ein chinesisches E-Auto soll allerdings in nur 8 Minuten geladen werden können.

Laut der NASA liegt das große Problem der vergleichsweise langen Ladezeiten von E-Autos an der Kühlung der Kabel. Aktuell verwenden die schnellsten Ladestationen nur rund 520 Ampere, da mehr Strom die Kabel überhitzen und so Schäden anrichten könnte. Ein Land hat dagegen den Strom für E-Autos wegen Angst vor einem Blackout beschränkt. Für eine schnellere Ladezeit würde allerdings eine deutlich höhere Amperezahl benötigt. Während die NASA-Technologie im All die Systeme auf Betriebstemperatur halten soll, kann sie laut der Behörde auf der Erde die Wärme aus den Ladestationen aus dem System herausleiten und so die Ladezeit deutlich verringern.

NASA-Technologie könnte bereits jetzt eingesetzt werden - Facebook-Nutzer sind skeptisch

Wie die US-Weltraumbehörde in dem Blogeintrag erklärt, wurde die Technologie FBCE von einem Team der Purdue University, geleitet von Isaam Mudawar, zusammen mit der Abteilung für biologische und physikalische Wissenschaften der NASA entwickelt. Konkret haben die Forscher eine Möglichkeit gefunden, Wärme effektiv zu übertragen und so eine Steuerung der Temperatur zu gewährleisten. Auf der Internationalen Raumstation (ISS) wurde die Technologie bereits im vergangenen Jahr getestet, doch auch in Ladestationen auf der Erde kam FBCE bereits zu Testzwecken zum Einsatz.

Bei der NASA-Technologie wird ein dielektrisches, also ein nicht elektrisch leitendes, Kühlmittel durch das Ladekabel der Stationen gepumpt, wo es die von der Stromzufuhr erzeugte Wärme aufnimmt und aus dem System leiten. Dadurch konnten die Forscher 24,22 Kilowatt an Hitze aus dem Kabel entfernen, wodurch die Ladestation 4,6 Mal mehr Strom liefern konnte, als der derzeit schnellste Lader. Für eine Ladezeit von fünf Minuten, wie es von der Industrie angestrebt wird, wäre eine Amperezahl von 1.400 nötig. Durch die NASA-Technologie konnte das Kabel aber sogar 2.400 Ampere liefern, was eine deutlich kürzere Ladezeit als die angestrebten fünf Minuten bedeuten würde.

Konkret könnte die NASA-Technologie bereits jetzt die Ladezeiten von E-Autos an den Ladestationen deutlich verringern und „eines der Haupthindernisse für die weltweite Einführung von Elektrofahrzeugen beseitigen“, wie die US-Behörde schreibt. Fraglich ist allerdings, wann die Technologie in die kommerziellen Ladestationen eingebaut werden kann und auch im Netz sind viele Nutzer skeptisch. „Das glaubt doch nicht wirklich jemand“, kommentierte ein User auf Facebook. „Ja, die NASA hat die für die Raumfahrt getestet und das war Ende der 1960er Jahre“, behauptet ein anderer. Manche sind aber auch der Meinung, dass für die Technologie ein völlig neues Ladenetz benötigt werde. „Und wie lange sowas in Deutschland braucht, sollte allgemein bekannt sein.“

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