Ich fürchte, Du irrst dich in beiden Fällen
Ursprünglich ging es ja um die Frage, ob in einem Brennstoffzellenauto ein E-Auto (mit Antrieb und Batterie) enthalten ist. Und da ist die klare Antwort ja. Keines der aktuell verfügbaren Autos wird ohne Traktionsbatterie geliefert, Toyota, Honda, Hyundai, Daimler, ...
Eine Brennstoffzelle ist sehr gut darin, gleichmäßig Ströme über lange Zeiträume zu liefern. Dynamische Fahrsituationen, schnelle Beschleunigungen beim Überholen, wie sie im Auto vorkommen, kann eine Brennstoffzelle aber nicht gut bis gar nicht. Und genau dafür wird die Batterie gebraucht.
Toyota hatte zur Markteinführung des Mirai im Oktober 2015 eine sehr gute und umfangreiche 60 Seiten Broschüre herausgebracht. Darin wird unter anderem das Zusammenspiel zwischen Brennstoffzelle, Antrieb und Akku in den einzelnen Fahrzuständen sehr schön erklärt.
1. Anfahren: Anfahren mit Strom aus der Batterie, da die Batterie sofort Strom liefert.
2. Normales Fahren: Fahren mit Strom aus der Brennstoffzelle. Strom für den E-Motor kommt aus der Brennstoffzelle.
3. Beschleunigung: Brennstoffzelle und Batterie gemeinsam im Einsatz. Batterie unterstützt die Brennstoffzelle bei der Versorgung des E-Motors mit Strom.
4. Verzögerung: Bewegungsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und ebenso in der Batterie gespeichert wie der Strom aus der Brennstoffzelle.
Im Fahrzustand 2 ist die Brennstoffzelle stark, an den Fahrsituationen 3 und 4 sieht man genau das, was ich eingangs gesagt hatte.
Dass die Batterie auch zur Rekuperation, also der Rückgewinnung von Bremsenergie (aus der Motorbremsung) genutzt wird, ist klar und macht auch Sinn. Die Reku ist allerdings nicht der Hauptgrund für die Existenz der Batterie. Man kann es auch ökonomisch betrachten: Gerade in der Automobilindustrie versucht man, jeden überflüssigen Cent zu optimieren, da wäre es absurd, wenn man eine sehr teure Batterie nur zur Speicherung von Bremsenergie einbauen würde, wenn man ohnehin eine teure Brennstoffzelle an Bord hat, die sehr viel und lange Energie erzeugen kann. Deshalb auch meine Vermutung, dass Du kein E-Auto fährst, denn dann wüsstest Du wie wenig bei der Rekuperation in der Realität wieder im Akku landet.
Schauen wir uns mal das Beispiel Daimler an, eine Firma mit langjähriger Expertise bei Brennstoffzellen. Der GLC F-Cell hat eine 13 kWh große Traktionsbatterie mit 9 kWh nutzbarer Kapazität. Wäre die nur für die Rekuperation eingebaut, wäre das völlig überdimensioniert. Denn niemals fährt man so lange am Stück den Berg runter oder bremst aus anderen Gründen, dass man ein 9 kWh Batterie für die Zwischenspeicherung bis zum nächsten Gasgeben bräuchte. Die Batterie ist hauptsächlich für Beschleunigungen und Fahrten mit höherer Geschwindigkeit da.
Wie ist das jetzt mit den Spitzenlasten? Beispiel U-Boote: Die 212-A Klasse von TKMS, übrigens die deutsche Firma mit der meisten Expertise in der Integration von Brennstoffzellen, baut je nach Konfiguration 8-9 Zellen in die 212A bzw. 214er ein. Systemleistung, also die Summe alle Zellen ist rund 310 kW. Das entspricht übrigens ziemlich genau dem Touareg V8 Motor. Ein 1.400 t Koloss wird also von 9 Zellen mit maximal der Gesamtleistung eines Touaregs bewegt. Im Falle der U-Boote kommt die Brennstoffzelle nur bei langsamer Schleichfahrt zum Einsatz und selbst da nur über die Hauptbatterie geschaltet. Langsame Fahrt, weil dort ein lautloser Antrieb notwendig ist, aber auch, weil die Brennstoffzelle eben Restriktionen gegenüber einem konventionellen Antrieb hat.
Schau gerne mal nach, wieviel Spitzenlast die bei Toyota oder Mercedes verbauten Zellen liefern.
Man kann Daimler, Toyota und TKMS nun für inkompetent halten oder auch nicht. Die technische Realität ist aber so wie sie ist.
