Das vom Mineralölkonzern Shell entwickelte Konzeptfahrzeug „Triple 10 Challenge“ stellt eine interessante Zukunftsvision für Elektroautos dar. Dieser Technologiedemonstrator erweitert die Grenzen der Batterietechnik, indem er ultraschnelles Laden, hohe Energieeffizienz und die Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks über den gesamten Lebenszyklus hinweg miteinander verbindet. Das Geheimnis: ein neuer Ansatz beim Wärmemanagement der Batterien.
Entwicklung neuer Kühlflüssigkeiten für Batterien
Es überrascht kaum, dass der britisch-niederländische Ölkonzern Shell zunehmend in die Forschung im Bereich Schmierstoffe und Technologien für Elektrofahrzeuge investiert. Das Unternehmen verfügt mit „Shell Recharge“ bereits über ein umfangreiches Netz an Ladestationen (durch die Übernahme spezialisierter Betreiber) und geht zudem Partnerschaften mit Batterieherstellern und Zulieferern ein. Ziel ist es, neue Flüssigkeiten und Kühlmittel für Batterien zu entwickeln – eine zentrale Herausforderung für diese Branche – und die Nutzung zu vereinfachen.
In diesem Zusammenhang basiert das kürzlich von Shell vorgestellte Projekt „Triple 10 Challenge“ auf drei Herausforderungen: eine Ladezeit von weniger als 10 Minuten zu erreichen, eine Energieeffizienz von 10 km pro verbrauchter kWh zu erzielen und die CO₂-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs auf 10 T zu begrenzen. Dieses Konzeptfahrzeug hat die Form eines SUV der B-Klasse, der auf unseren Märkten sehr beliebt ist und zahlreiche Vorteile bietet: geringes Gewicht, Wendigkeit und niedrigere Anschaffungskosten.
Ein neuer Ansatz im Wärmemanagement
Im Mittelpunkt des Projekts steht eine von Shell entwickelte dielektrische Wärmeträgerflüssigkeit, die die von den Batteriezellen abgegebene Wärme aufnimmt (ein Faktor, der die Ladeleistung begrenzt). Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die ein Gemisch aus Wasser und Ethylenglykol verwenden, ermöglicht diese Technologie eine Kühlung durch direktes Eintauchen nicht nur der Batterie, sondern auch des Elektromotors und der Leistungselektronik. Dieses „Triple 10 Challenge“-Fahrzeug ist somit das erste für den Straßenverkehr zugelassene Fahrzeug, das das Potenzial einer Ein-Kreis-Kühlarchitektur demonstriert, die in der Lage ist, die Temperatur des gesamten Antriebsstrangs effizient zu regeln – auch während Schnellladevorgängen unter extremen Bedingungen.
Vorteile: Diese Art von Kühlsystem trägt dazu bei, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, verbessert die Kraftstoffeffizienz und vereinfacht die Serienfertigung, da die entsprechenden Technologien bereits verfügbar sind.
Aufladen von 10 auf 80 % in weniger als zehn Minuten
Konkret kann das Fahrzeug an einer öffentlichen 175-kW-Ladestation in 9 Minuten und 54 Sekunden von 10 auf 80 % aufgeladen werden – eine Leistung, die unter den derzeit verfügbaren Schnellladestationen recht verbreitet ist. Diese Leistung würde es ermöglichen, mit einer einzigen Ladung eine Reichweite von bis zu 245 Kilometern zu erreichen, insbesondere dank einer kompakteren Batterie und der Verwendung dieser Wärmeträgerflüssigkeiten. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Elektrofahrzeug ermöglicht diese Technologie eine fünfmal höhere Reichweite pro Lademinute. Diese Zahlen nähern sich den Leistungen der ultraschnellen Ladestationen, die kürzlich von den chinesischen Herstellern BYD oder Zeekr vorgestellt wurden.
In diesem Fall möchte Shell zeigen, dass es nicht mehr so einschränkend wäre, eine Batterie mit „geringer Kapazität“ zu haben, die schnell und oft aufgeladen werden muss.
Um die Hälfte reduzierter CO₂-Fußabdruck
Neben der Ladegeschwindigkeit hebt Shell auch die ökologischen Vorteile seines Konzeptfahrzeugs hervor. Dank einer Batterie mit geringerer Kapazität, einem vereinfachten Kühlkreislauf und der Verwendung von leichten, aus Recyclingmaterial hergestellten Bauteilen weist das Fahrzeug über seinen gesamten Lebenszyklus einen CO₂-Fußabdruck von 10 Tonnen auf – das sind etwa 50 % weniger als bei vergleichbaren Elektrofahrzeugen der Gegenwart.
Verbesserte Energieeffizienz
Schließlich erreicht dieses Konzeptfahrzeug eine Energieeffizienz von 10 km/kWh, was bedeutet, dass es im Vergleich zu Elektroautos der aktuellen Generation eine um 30 % höhere Effizienz aufweist. Für Shell zeigt dieser Ansatz, dass es möglich ist, die Gesamtleistung zu verbessern, ohne auf immer größere Batterien zurückgreifen zu müssen.
Eine Technologie, die speziell für die Industrie entwickelt wurde
Dieser Prototyp widerspricht somit dem aktuellen Trend, die Größe der Batterien kontinuierlich zu erhöhen, um die Reichweite und die Leistung von Elektrofahrzeugen zu verbessern. Die Integration dieser Kühlflüssigkeiten wird nicht nur das Gesamtgewicht des Elektroautos verringern, sondern auch dessen Agilität und Kraftstoffverbrauch verbessern sowie den Bedarf an Rohstoffen und Ressourcen für die Serienproduktion senken. Shell gibt bekannt, dass diese Architektur mit zukünftigen Modellen für den Massenmarkt kompatibel ist.
Die Bedeutung dieses Demonstrators zeigt somit, dass Innovationen im Bereich der Elektrifizierung des Fahrzeugbestands nicht immer darin bestehen, bei den Materialien immer weiter zu übertreiben (mehr Zellen, mehr Kapazität oder eine komplexe Chemie zur Energiespeicherung), sondern dass der Ansatz, Komponenten wie Flüssigkeiten zu nutzen, eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung von Elektroautos in naher Zukunft spielen kann.
