Ja, Andreas hat recht. Das ist schon ein Quantensprung. Emil hat die Zahlen dazu geliefert, die waren tatsächlich enthalten und wir gehen natürlich von der vollständigen Entladung aus, also dem "schlechtesten" Wert, den 189 Watt pro Zelle.
Die 80 Wh/kg Energiedichte sehe ich nicht als kritisch an, hier geht es allein um eine kurzzeitige Leistungsquelle. Die hohe Masse beruht ausschließlich aus der Notwendigleit, möglichst gering mit Lithium zu dotieren, damit keine Volumeneffekte die Mischkristalle sprengen, was bei allen Batterien ja die Lebensdauer begrenzt.
Also, Jetzt vergleiche ich einmal mit Ultracaps:
600 Gramm entsprechen etwa 5000 Farad bei 2, 5 Volt. Die Energiedichte liegt bei zweiminütiger Zykluszeit (mehr ist nicht erlaubt), bei 217 Watt/kg. In dieser Zeit sind allerdings auch 5000Watt erlaubt, bei dem Rest an Erholungszeit.
10 Sekunden reichen für einen Beschleunigungsvorgang im Auto, das passt sehr gut mit diesem Spitzenwert von 5000 Watt zusammen. Nur die zwei Minuten Wartezeit nach den 8300Watt/kg Spitzenbelastung sind ein wenig lang im wilden Stadtverkehr.
Da liegt also die Lithiumzelle eher gleichauf, wenn man auf die Spitzenbeschleunigung bei höherer Geschwindigkeit unwesentlich verzichtet.
Aber: Die Lithiumzelle speichert nach den Angaben 80 Wh/kg.
Das Ultracap speichert aber nur 1/2*5000*2,5²Joule/600g = 31250J/kg =
8,68 Wh/kg Energiedichte.
So liegt die Lithiumzelle also viel besser da.
Nachteil: Das Ultracap hat 500.000 Zyklen Lebensdauer, bzw. 10 Jahre. Die Lithiumzelle nur 500 oder 1000.
Nehme ich pro km einen vollen Beschleunigungs/Bremsvorgang an bei 10.000 km Stadtverkehr im Jahr, dann benötige ich in 10 Jahren 100.000 Zyklen.
Das Ultracap hält bei dieser Betriebsweise durch, die Lithiumzelle darf aber in zwei Jahren Betriebsdauer maximal. nur alle zwanzig km einmal beansprucht werden, um nur zwei Jahre bei voller Auslastung durchzustehen.
Der kg-Preis der Lithiumzellen müsste also ganz gewaltig niedriger liegen, um beim Dauereinsatz gegen Ultracaps bestehen zu können.
Eine andere Betrachtung: Mit 20 kg der Hochleistungslithiumzelle (=0,16 kWh) könnte man mit einem 1000kg - Auto einen über 570 Meter hohen Berg mit hoher Geschwindigkeit erklimmen. Dann liegen die Ultracaps völlig abgeschlagen.
Mit anderen Worten: Uns fehlt noch der Preis, um eine irgendwie sinnvolle Abschätzung zu machen.
Ich gehe übrigens bei meinen Rechnungen, statt von der Masse, von der benötigten Leistung oder Energiemenge aus und komme schneller zum Ziel, weil ich mir neben der Bruchrechnung mit Taschenrechner noch die halbe Rechnung spare, da erkennt man ohne Rechnung, auf welcher Seite der Überschuss liegt und muss nicht mehr gegenrechnen.
So: Ich will einen 1000 Meter hohen Berg mit meinem Fahrzeug von 1000kg Masse erklimmen, benötige also 10 Megajoule Energie, etwa 2,8kWh. Die multipliziere ich mit den 12,5kg/kW und komme auf etwa 35 kg Batteriebedarf. Geteilt durch 0, 417kg/kW oder mal 2400 Watt/kg. Da brauche ich nicht mehr zu rechnen, Leistung satt.
Bei der Rechnung mit Ultracaps hätte ich schon bei der ersten Rechnung sofort abgebrochen, da sofort ersichtlich wäre, dass man mehrere Tonnen Ultracaps brauchte...
Das war ohne Taschenrechner.
Muss ich hingegen im Nenner jonglieren, sind die Größenverhältnisse nicht so übersichtlich.
Über 1000 Euro dürften die ca 35 kg schon kosten, um höchst interessant für einen Superhybrid zu sein! Mit nur 10 kW-Verbrenner und 0 auf 100km/h in 5 Sekunden (Theorie) und auf dem 1000 Meter hohen Berg ist man in genau 2 Minuten!
Bei einem Spritverbrauch des ultraleichten 10 kW-Diesels bei Tempo 100 von 2,5 Litern/100km, bei Tempo 60 die Hälfte. Stadtverkehr: rein elektrisch. Wir sollten die Dinger im Auge behalten!
Sorry, jetzt habe ich, zwar aus etwas anderer Sicht, ähnliche Überlegungen, wie Andreas angestellt und herumgerechnet. Ich denke aber, die Lions sind den Rechenaufwand wert...Denn schließlich haben inzwischen viele Firmen ähnliche Werte veröffentlicht, bei den unterschiedlichsten Einschlusskristallsorten für die Lithiumionen. Da relativieren sich bald die Patentmonopole....Ich tippe auf meine 1000 Euro in fünf Jahren und Vollelektrisierung kurz danach..
, aber immerhin bietet die Webseite ein paar echte Diagramme von Ladung/Entladung, Lebensdauer etc.
