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Elektromobilität:Die Batterie als Blackbox

Audi e-tron

Beim Audi E-tron gleitet die Tankklappe hinter dem linken Vorderrad nach unten, wenn man eine unauffällige schwarze Taste drückt.

(Foto: AUDI AG)

Die Kunden wissen nicht, welche Stromspeicher im Audi E-tron stecken. Zwei Zelltypen kommen zum Einsatz, die unterschiedliche Eigenschaften und Erfordernisse haben. Eine Wahl haben die Käufer nicht.

Nicht die Motoren sind das Herzstück von Elektroautos. Wesentlich teurer und empfindlicher sind die Batterien. Mit der Zeit nehmen Leistung und Kapazität ab. Stress, zum Beispiel durch häufiges Schnellladen, lässt die Zellen rascher altern. Weil sich die Reichweite der Stromer dadurch verkürzt, hat sich die Idee der Batteriewechselsysteme nicht durchgesetzt. Wer will schon seine pfleglich behandelten Akkus gegen einen abgerittenen Energiespeicher tauschen?

Entscheidend für die Dauerhaltbarkeit sind auch die verschiedenen Zelltypen und ihre Innereien. Drei Zellformate kämpfen um die Vorherrschaft, ohne dass sich eines bisher als Standard durchsetzen konnte: Tesla baut weiterhin auf (Computer-)Rundzellen von Panasonic, während sich die Gerüchte über selbst entwickelte Zellen verdichten. BMW verwendet ausschließlich prismatische Akkus im Format eines Taschenbuchs. Die meisten Starkstromer für die Straße speichern ihre Energie jedoch in flachen, langen Pouch-Zellen. Zumindest auf Zellebene verfügen die Wabbeldinger momentan über die größte Energiedichte.

Die Zelllieferanten kommen kaum hinterher

Doch kaum etwas entwickelt sich derart dynamisch wie der Milliardenmarkt für Batteriezellen. Immer mehr Hersteller schließen Lieferverträge mit dem chinesischen Weltmarktführer CATL, der ausschließlich prismatische Akkus baut. Nach BMW, Daimler, Nissan, Volvo und VW beliefert er nun auch Toyota, gemeinsam sollen die Zellen weiterentwickelt werden. Studien zum Beispiel von der Fraunhofer-Allianz Batterien zeigen das Potenzial von prismatischen Zellen, die bei der Energiedichte rasch aufholen und bei kritischen Faktoren wie Sicherheit und Lebensdauer ohnehin sehr gut abschneiden. Weil der Kühlaufwand bei Pouch-Zellen hoch ist, relativiert sich ihr (Kosten-)Vorteil auf Modul- und Systemebene. Noch nicht abschließend ist auch die Frage geklärt, wie Pouch-Zellen langfristig auf den Hitzestress beim Schnellladen reagieren.

Stress gibt es aktuell auch bei der Produktion der Energiespeicher. Einigermaßen überrascht von der Elektro-Offensive der deutschen Hersteller müssen alle Zelllieferanten ihre Fabriken rasant aus- oder neu bauen. Entscheidend ist, dass die Anlagen vom Start weg nur wenige Promille Ausschuss produzieren: Stimmt die Qualität nicht, kommt es zu Versorgungsengpässen. So wie beim E-tron. Mangels Zellen hat Audi die Produktion im Werk Brüssel zurückgefahren. Kunden müssen mindestens acht Monate auf den neuen Luxusstromer warten. Abhilfe soll ein weiterer Zelllieferant schaffen. Audi behält sich vor, das Zellformat und den Hersteller in der laufenden Produktion zu ändern: "Neben LG Chem wird uns auch Samsung SDI mit Zellmodulen aus dem Standort bei Budapest beliefern", teilt das Unternehmen auf Anfrage mit: "Unser modulares Batteriekonzept erlaubt es uns, flexibel unterschiedliche Zelltypen einzubinden. Daher können wir sowohl Pouch- als auch prismatische Zellen einsetzen." Diese Mehrlieferantenstrategie ist in der Autoindustrie durchaus üblich. Akkus sind aber keine Außenspiegel: Die unterschiedlichen Zellformate haben abweichende Eigenschaften und Erfordernisse.

Welche Akkus sie bekommen, können die Kunden nicht selbst bestimmen. Seit März dieses Jahres wird der E-tron mit Pouch-Zellen von LG Chem aus der Fabrik im polnischen Kobierzyce ausgeliefert. Im Herbst kommen die prismatische Zellen von Samsung SDI dazu. Einheitlich ist lediglich die Batteriehülle im Format eines Doppelbetts: Mit 2,28 Meter Länge, 1,63 Meter Breite und 34 Zentimeter Höhe füllt der Batterieziegel den gesamten Raum unter der Fahrgastzelle aus. Was genau in den 36 Zellmodulen steckt, die jeweils so groß wie ein Schuhkarton sind, bleibt das Geheimnis des Herstellers. Die von Audi gepriesene Flexibilität des Batteriesystems gleicht der oft kritisierten Tesla-Praxis, neue Komponenten möglichst schnell auf den Markt zu bringen, um sie dann im Kundeneinsatz ausreifen zu lassen.

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