Wechselstrombatterie

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Wechselstrom-Batterie, englisch AC battery, ist ein vermeintlich widersinniger Begriff, da eine elektrische Batterie Gleichstrom abgibt, sowohl die einzelnen Zellen als auch eine fest verdrahtete Gesamtbatterie. Während eine LED-Taschenlampe unmittelbar mit Batteriegleichstrom aus einer Zelle leuchtet, wird bei der Nutzung einer großen Batterie meist eine Wandlung in Wechselstrom bzw. Dreiphasen-Drehstrom vorgenommen, was bereits in bürstenlosen Motoren von Akkuwerkzeugen oder E-Bikes erfolgt. Wird die Wandlungsfunktion mit einer Batterie integriert, wird dies salopp auch Wechselstrombatterie bezeichnet.

Technische Hintergründe

Es gibt sowohl oszillierende elektrochemische Reaktionen, auf die der Begriff angewendet wird als auch neuartige „Multilevel“-Batterien, die mit veränderlicher Zusammenschaltung von Einzelzellen oder Zellblöcken die Funktion eines separaten Wechselrichters ersetzen, zudem beim Aufladen aus Netzstrom ein Ladegerät mit Gleichrichter überflüssig machen.

Animation der Wirkung eines Modular Multi-Level Converter (MMC) bei Wechselrichtung einer Phase aus HGÜ-Gleichspannung Ud, mit vier in Reihe verbundenen Untermodulen. In der HGÜ-HVDC-Realität sind es Hunderte.

Der Multilevel-Ansatz wird u. a. für zwei Batterie-nahe Anwendungsbereiche verfolgt: einerseits für Batteriespeicher, die per Wechselrichter einphasigen 230-V-Wechselstrom oder dreiphasigen 400-V-Drehstrom an Haus oder Stromnetz abgeben sollen und zunehmend nicht nur mit lokalem Photovoltaik-Gleichstrom geladen werden, sondern im Sinne der Energiewende auch mit überschüssigem Windstrom aus dem Stromnetz, wobei mit Multilevel-Technologie die Ladeverluste drastisch reduziert werden können. In Elektroautos wird der Antriebsmotor mit variablem Wechselstrom mehrphasig angesteuert, zudem wird der Akku meist in der heimischen Garage aus Netzstrom geladen wofür üblicherweise Bordladegeräte verbaut sind, mit je nach Leistung (3,6 bis 22 kW) vierstelligen Kosten und Wasserkühlung aufgrund thermischer Verluste im Kilowatt-Bereich. Zudem werden Funktionen des Batteriemanagementsystems (BMS) übernommen. Entsprechende Fahrzeuge werden bereits getestet.

Die effektive Wandlung zwischen Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungen mit 380 bis 1200 Kilovolt und Gleichstrom ist auch in den Konverterstationen einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) relevant, hier ohne Batteriespeicher. Mit Modularen Multilevel-Umrichter-Topologien ist es möglich, hocheffiziente Umrichter zu konzipieren, deren einzelne Komponenten (in dreistelliger Anzahl) eine viel geringere Nennspannung als die sehr hohe Systemspannung aufweisen können.

Im Englischen wird das Prinzip hinter dem Schlagwort Wechselstrombatterie modular multi-level converter (MMC) genannt, auf Französisch Convertisseur multiniveau.

Einzelnachweise

  1. ↑ Stefan Leichsenring: Porsche entwickelt Wechselstrom-Batterie für Elektroautos. In: insideevs.de. 28. März 2025, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  2. ↑ New Battery Concept for Electric Cars. In: porscheengineering.com. 18. März 2025, abgerufen am 20. Oktober 2026 (englisch).
  3. ↑ M.Oetken, M.Ducci: Eine unmögliche Batterie – die Wechselstrombatterie, Praxis der Naturwissenschaften / Chemie 1/49. Jahrg. 2000, S. 16.
  4. ↑ Modularer Multilevel-Inverter: Aus DC mach AC. In: porsche.com. 19. März 2025, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  5. ↑ Tobias Stahl: Heimspeicher: Neue Multilevel-Technologie reduziert Ladeverluste drastisch. In: chip.de. 26. September 2026, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  6. ↑ Jochen Siemer: Heimspeicher SAX Power Home Plus mit Multi-Level-Technologie stellt neuen Rekord beim Umwandlungswirkungsgrad auf. In: pv-magazine.de. 18. März 2026, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  7. ↑ Josef Reitberger: Eigener Akku statt China-Ware: Opel-Konzern schlägt neuen Weg ein. In: chip.de. 23. November 2025, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  8. ↑ Thomas Langenbucher: Stellantis stellt Prototyp mit Intelligent Battery Integrated System (IBIS) vor. In: ecomento.de. 22. September 2025, abgerufen am 20. Oktober 2026.
  9. ↑ Florian Helling: Evaluation von neuartigen Multilevel Umrichter Topologien hinsichtlich deren Tauglichkeit für Niederspannungsanwendungen. In: athene-forschung.unibw.de. 7. Oktober 2024, abgerufen am 20. Oktober 2026.