Die leidigen Themen Ladezeit und Kapazität sind derzeit noch starke Hemmschuhe für eine Verbreitung der Elektromobilität. Nawa Technologies aus dem südfranzösischen Aix-en-Provence wollen mit dem einem neuen Ansatz Lösungswege für die Problemstellung aufzeigen. Bereits auf der CES 2020 in Las Vegas stellte das auf nanobasierte Ultrakondensatoren spezialisierte Unternehmen ein Konzeptfahrzeug vor. Auf der diesjährigen EICMA folgte nun ein fahrfertiger Prototyp: Der Nawa Racer.
Nawa kombiniert die hauseigenen, als NAWACap (Cap steht für Capacitor (engl.) = Kondensator) Ultrakondensatoren mit einem Lithium-Ionen-Akku zu einem »hybriden« Batteriesystem.
Durch die Kombination der Vorteile beider Energiespeicher, wobei die Kondensatoren für schnelle Ladung und der Lithium-Ionen-Zellen für große Kapazität stehen, soll laut Nawa die Effizienz der Energiespeicherung erheblich verbessert und die Lebensdauer des gesamten Systems verlängert werden, während gleichzeitig die Ladezeiten verkürzt werden. Das System besitzt einen modularen Aufbau, was für eine einfache Skalierbarkeit spricht.
Im oberen »Tankbereich« des Nawa Racer befindet sich eine Anordnung von NAWACap-Ultrakondensatoren, die 0,1 kWh liefern und eine Lithium-Ionen-Batterie unterstützen, die tief im Chassis montiert ist. Durch die Rückgewinnung – Stichwort Rekuperation – von mehr als 80 Prozent der beim regenerativen Bremsen freigesetzten Energie kann Nawa den Prototypen mit einer deutlich kleineren Lithium-Ionen-Batterie ausstatten, als bei einem herkömmlichen Elektromotorrad dieser Leistungsklasse erforderlich wäre. Die Kapazität beträgt nur neun kWh.
Einen weiteren Anteil an der Effizienz des Fahrzeugs hat die Leichtbauweise. Die beiden Batterien sind mittragende Elemente des Kohlefaserrahmens, die Verkleidungsteile sind ebenfalls aus Faserverbundwerkstoffen gefertigt. Unterm Strich bringt der Nawa Racer nur 150 Kilogramm auf die Waage.
Ultrakondensatoren
Super- oder Ultrakondensatoren weisen bezogen auf das Gewicht eine rund 10-fach geringere Energiedichte auf als Akkumulatoren. Ihre Leistungsdichte hingegen ist zehn- bis hundertmal so groß. Daher können Superkondensatoren sehr viel schneller ge- und entladen werden. Sie überstehen außerdem sehr viel mehr Schaltzyklen als Akkus und eignen sich deshalb als deren Ersatz oder Ergänzung, wenn eine große Schaltbeanspruchung gefordert wird.
Die Ultrakondensatoren von Nawa Technologies basieren auf einem neuartigen Prinzip, den vertically aligned carbon nanotubes (VACNT). Hierbei bilden gleichförmig ausgerichtete mikroskopische Röhrchen aus Kohlenstoff eine Mikrostruktur. Wie bei einem gewöhnlichen Kondensator besteht auch der VACNT-Kondensator aus Elektroden, hier den Nanoröhrchen, und einem Dielektrikum. Durch die enorme Oberfläche der Nanostruktur ist die Kapazität, also der Betrag der gespeicherten elektrischen Ladung, gegenüber herkömmlichen Bauarten drastisch erhöht.
Der Elektromotor leistet 100 PS und beschleunigt die Maschine aus dem Stand in weniger als drei Sekunden auf 100 km/h. Das Beschleunigungsvermögen soll laut Nawa unabhängig vom Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie zur Verfügung, da die Ultrakondensatoren Ansprechverhalten und Leistung konstant halten. Die Höchstgeschwindigkeit wird mit 150 km/h angegeben.
Die Kapazität der Hybridbatterie erlaubt eine Reichweite von 150 Kilometern in einem gemischten Zyklus. Da der Nawa Racer jedoch eine Menge Energie beim Bremsen zurückgewinnt, sollen im Stadtverkehr Reichweiten von bis zu 300 Kilometern möglich sein.
Der Kondensatorteil der Hybridbatterie lässt sich in nur zwei Minuten aufladen, die gesamte Batterie soll in einer Stunde an einer Haushaltssteckdose auf 80 Prozent ihrer Kapazität geladen werden können.
Als Entwickler und Hersteller von Energiespeicherlösumngen hat Nawa keine Pläne, eine Serienversion des Racer herzustellen. Das Unternehmen ist jedoch offen für Anfragen von Unternehmen, die daran interessiert sind, das E-Motorrad auf die Straße zu bringen.
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