Das Gewicht von Antriebsakkus kommt nur zur Hälfte von chemischen Komponenten. Vieles ist doppelt gemoppelt. Neue sparsamere Gehäuse versprechen bis zu einem Drittel mehr Reichweite – bei gleicher Chemie.
Herkömmliche Antriebsbatterien sind in Modulen aufgebaut. Grundbestandteil sind die einzelnen Zellen. Diese werden meist zu zwölf in einem Modul zusammengefasst. Davon werden beispielsweise wiederum zwölf zu einer Batterie geblockt. Die Batterie kommt dann in ein weiteres Gehäuse. Der Batterieblock landet schließlich so – mehrfach verpackt und verkabelt in seinem E-Auto. “Klotzen, nicht kleckern” war lange Zeit die Devise beim Akku-Bau. Die Hersteller hatten noch wenig Erfahrung. Sie wollten auf Nummer sicher gehen. Das Ergebnis sind schwere Stromspeicher mit vielen überflüssigen Verbindungsteilen, Gehäusen und anderen Bauteilen. Und weniger Reichweite.
Doch jene Teile, die sogenannte Passivmaterialien, liefern keine Wattstunde Strom. Eine Menge davon könnte eingespart werden. Der Akku-Gigant CATL störte sich als Erster an der Redundanz der Modulbauweise. Der chinesische Hersteller entwickelte bereits vor drei Jahren Batterien, die ohne Modulgehäuse auskamen. Die Zellen befinden sich unmittelbar im Batteriepaket. Cell-to-Pack nannte er folgerichtig die neue Konstruktion.
BYD, Tesla und Volkswagen
Nachteil der Cell-to-Pack-Technik: Ist ein Modul schadhaft, lässt es sich nicht einfach austauschen. Das ganze System muss dann überholt oder ersetzt werden. Deshalb hat die Branche lange gezögert, die neue Technik zu nutzen. Doch inzwischen hat sich gezeigt: In E-Fahrer-Alltag spielt der Modultausch kaum eine Rolle. Deswegen steigen mehr und mehr Hersteller auf Cell-to-Pack-Akkus um. Neben dem chinesischen E-Auto-Riesen BYD wollen auch Tesla und Volkswagen künftig die modulfreien Batterien einbauen.
Damit nicht genug. In der Erprobung ist ein neuer Ansatz namens Cell-to-Chassis. Findige Entwickler haben sich gefragt, warum man nicht auf die gesamte Außenverpackung verzichten könne. Warum nicht einfach die Zellen gleich ins Chassis integrieren? Die Zellen sind dabei so gebaut und verbunden, dass sie als Teil des Chassis dasselbe stabilisieren. Der Akku-Experte Euan McTurk erklärte dazu der kalifornischen Nerd-Postille Wired: “Die Zellen wirken energiespeichernd und strukturell stützend, während das Chassis strukturell stützend und zellschützend wirkt.” Das Zellgehäuse mit lästigem Eigengewicht würde so zu etwas Wertvollem für die Fahrzeugstruktur.
370 Teile weniger
Noch weiter geht die Cell-to-body-Technik. Sie integriert die Stromspeicher in verschiedene Fahrzeugteile. Das Modell dazu liefert die Luftfahrt. Seit langem dienen die Flügel der Flugzeuge als Treibstofftanks. Tesla-Experten zufolge soll das neueste Batterie-Design bis 370 Teile beim E-Autobau einsparen. Die Karosserien könnten bis zu zehn Prozent, die Batterien zusätzlich bis zu sieben Prozent leichter werden.
Allerdings ist die Reparierfähigkeit der Zukunftsbatterie noch mehr eingeschränkt als die der Cell-to-Pack-Batterie. Auch die Nutzung für das zweite Leben als Stationärbatterie wird erschwert. Logisch: Je mehr die Zellen eingepasste Teile des Fahrzeugs sind, desto schwieriger ist es, sie auszubauen. Darüber hinaus fragen sich Feuerwehrleute, ob sie weiterhin ihre Blechscheren nutzen können, um Opfer aus Fahrzeugen zu befreien. Und Autokonstrukteure befürchten das Ende der Gleichteilstrategie. Diese verschafft den Autobauern Kostenvorteile. Denn heute werden in unterschiedlichsten Modelle möglichst viele gleiche Teile verbaut.
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