Im vorliegenden Leitfaden stellen die Projektpartner von LINOx BW und die e-mobil BW die Grundlagen zum Aufbau und zur Nutzung von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge vor. Zielsetzung des Leitfaden ist es, über die Antriebstechnologie, den Ausbau der Infrastruktur und deren mögliche Nutzung zu informieren. Im Rahmen des Projektes LINOx BW wurde der Leitfaden von 2020 aktualisiert und um neue Inhalte ergänzt.

Mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge stellen gerade für den Langstrecken- und Schwerlastverkehr eine Möglichkeit da, um abgasfrei mobil zu sein. Die dafür erforderlichen Wasserstoffspeicher sowie die Ventil und Schnittstellentechnik bieten noch großen Entwicklungsbedarf und damit Chancen für Unternehmen der Zulieferindustrie, sich im wachsenden Markt früh zu etablieren. Die vorliegende Kurzstudie soll den aktuellen Stand der Technik der Wasserstoffspeicherung erläutern und insbesondere wirtschaftliche Potenziale für heimische Unternehmen darlegen.

Infolge des weltweiten Klimawandels ebenso wie aufgrund Versorgungssicherheit ist eine Abkehr von fossilen Energierohstoffen zwingend notwendig. Strom aus Wind und Sonne bietet eine unerschöpfliche Quelle zur Versorgung von Industrie, Energiewirtschaft, Gebäuden und Verkehr. Zum Ausgleich des fluktuierenden Stromangebots von Wind und Sonne werden Speicher wie Pumpspeicherkraftwerke oder zukünftig Batterien bzw. für große Energiemengen oder lange Speicherdauer stoffliche Speicher wie Wasserstoff benötigt.

Die Elektrifizierung des Mobilitätssektors und der damit einhergehende Wandel der automobilen Wertschöpfungsketten stellen für viele Unternehmen große Herausforderungen dar. Während für zentrale Elemente bisheriger Unternehmensportfolios eine abnehmende Bedeutung zu erwarten ist, eröffnet der wachsende Markt der Elektromobilität zugleich Chancen für neue Produkte und Lösungen. Vor diesem Hintergrund werden im Rahmen der Chancenanalyse mögliche Chancen und bestehende Risiken des Transformationsprozesses auf Grundlage eines generischen Unternehmensprofils identifiziert und zusammenfassend bewertet. Dies soll es automobilen Zulieferern mit Kernkompetenzen in den Bereichen Gießen und Warmumformen ermöglichen, an zukünftigen Potenzialen des sich verändernden Marktes zu partizipieren.

Wie verändern sich die Lieferbeziehungen zwischen Herstellern und Zulieferern in der Automobil- und Maschinenbauindustrie? Welche Auswirkungen haben die Corona-Pandemie und der Krieg in der Ukraine auf die Lieferketten? Die Studie der Landesagentur e-mobil BW "Zukunftsfähige Lieferketten und neue Wertschöpfungsstrukturen in der Automobilindustrie" zeigt Lösungselemente auf, die das Ziel verfolgen, Lieferketten kostengünstig und krisensicher zu gestalten.

Der Speichermechanismus bei Natrium-Ionen-Batterien beruht auf dem gleichen Prinzip wie bei Lithium-Ionen-Batterien. Anstelle von Lithium-Ionen werden aber Natrium-Ionen für den Transport elektrischer Energie genutzt.

LFP- bzw. LMFP-Batterien sind eine Ausführung von Lithium-Ionen-Batterien bei denen die Kathode aus Lithium-Eisenphosphat (LFP) bzw. Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP) besteht. Die Nennspannung liegt bei LFP mit 3,3 V unterhalb der Nennspannung von NMC-Batterien, wodurch eine vergleichsweise niedrigere Energiedichte erreicht werden kann. Eine Möglichkeit die Energiedichte zu steigern besteht darin, das Eisenphosphat teilweise oder vollständig durch Mangan zu ersetzen: Die Zellspannung von LMFP-Batterien liegt bei 3,5–4,1 V. Kombinierte Kathoden aus LMFP und NMC erscheinen zudem vielversprechend.

Der normalerweise aus reinem Graphit bestehenden Anode wird Silizium beigefügt, um die spezifische Kapazität zu erhöhen. Im Vergleich zu reinen Kohlenstoffanoden (372 mAh/g) erreicht eine reine Silizium-Anode theoretisch 3578 mAh/g. Aktuell befinden sich Batterien mit bis zu 5% Silizium-Anteil am Markt; geforscht wird an der Steigerung des Si-Anteils auf 20%, theoretisch sind auch reine Si-Anoden möglich. Eine Mischung aus 20% Si und 80% Kohlenstoff erreicht eine spezifische Kapazität von 1000 mAh/g.

Die Anode und Kathode sind mit einer „Lasche“ (engl. Tab) mit dem Batteriedeckel verbunden. Dieser Kontakt stellt eine Herausforderung dar, da der elektrische Strom an dieser Schnittstelle zu vermehrter Hitzeentwicklung führen kann. Durch ein "Tabless Design" kann dieses Problem umgangen werden, indem der gesamte horizontale Kantenbereich der Elektrode zur Kontaktierung genutzt wird.

Die Cell-to-Pack (CTP) bzw. Cell-to-Chassis Technologie (CTC) beschreiben zwei Möglichkeiten, um Batteriesysteme effizienter in Fahrzeugarchitekturen zu integrieren. Bei der CTP Technologie wird auf Module innerhalb des Batteriesystems verzichtet und die Zellen werden als ein großes Batteriepack zusammengefasst. Bei der CTC Technologie werden die Zellen direkt in das Chassis eines Fahrzeugs integriert und übernehmen so teilweise die Aufgabe strukturtragender Teile. CTP wird bereits in Fahrzeugen eingesetzt.