Innovationsgeladen
Batteriekonzept
Antrieb und Batterie sind für elektrische Fahrzeuge wie das Herz. Ein starker Muskel, der ein Fahrzeug in Bewegung hält. Die Leistungsfähigkeit entscheidet über die Reichweite des jeweiligen Modells. Die Entwicklung in den letzten Jahren auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Batterietechnologie hat dafür gesorgt, dass die rein elektrisch angetriebene Mobilität von der Kurz- auf der Langstrecke angekommen ist: Die in Zukunft kommenden vollelektrischen Serienmodelle von Audi bieten eine maximale Reichweite von bis zu 500 Kilometern nach NEFZ1. Eine wichtige Rolle auf dem Weg zu dieser Langstrecken-Kompatibilität spielt das firmeneigene Hochvolt-Kompetenzzentrum in der Nähe von Ingolstadt. Vor Ort steht die Weiterentwicklung der kompletten Systeme im Fokus. Sprich: Packaging, Kühlung, Absicherung und – in Kooperation mit der Karosserieentwicklung – die Integration in das Fahrzeug. Dabei geht es vor allem um die Steifigkeit des Batteriesystems und um das Verhalten im Crashfall. Getestet wird mit Belastungen bis zur 150-fachen Erdbeschleunigung. Schwerpunkte, die zudem besonders in den Fokus gestellt werden, sind das Schnellladen und die geringe Alterung der Batterien.
„Die Besonderheit bei unseren kommenden rein elektrisch angetriebenen Serienfahrzeugen ist, dass wir die Gesamtbatterie entwickelt und produziert haben. In der Vergangenheit, beispielsweise bei den Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen, haben wir auf Produkte von externen Partnern zurückgegriffen. Das ändert sich nun. Die große Lithium-Ionen-Batterie speichert 95 kWh Energie und ist in idealer Schwerpunktlage unter der Fahrgastzelle montiert“, erklärt Andreas Nöst, Head of Development E and E HV-Battery Storage Systems bei der AUDI AG.
Batteriefertigung in Brüssel
Ein weiterer wichtiger Standort ist Brüssel:
2018 beginnt im Werk in der belgischen Hauptstadt die Produktion des ersten rein elektrisch angetriebenen SUV der Marke mit den vier Ringen, das auf der Studie des Audi e-tron quattro concept basiert. E-Maschine statt Verbrennungsmotor, Batterie statt Tank. In Brüssel entsteht eigens eine Batteriefertigung, in der die Mitarbeiter das Batteriegehäuse bauen, die Zellmodule einsetzen und das Kühlungssystem montieren. Anschließend wird die Batterie noch mit einem Batteriemanagementsystem ausgerüstet. Im Gegensatz zum Kompetenzzentrum in der Nähe von Ingolstadt steht in Belgien somit nicht die Weiterentwicklung der Batterietechnologie im Vordergrund, sondern die Vorbereitung auf die Hochzeit mit der Karosserie. Sobald Technik- und Antriebseinheit des Fahrzeugs komplett zusammengesetzt sind, wird das Batteriesystem eingebaut. Dieser Vorgang läuft gut getimt und vollautomatisiert ab.
„Gefertigt wird die Serienversion des elektrisch angetriebenen SUV im Werk Brüssel, wo wir auch eine eigene Batteriefertigung aufbauen. Die Produktion von Fahrzeug und Batterie kann dadurch parallel her laufen. Sobald das Fahrzeug aufs Band für die Fertigung geht, startet auch der Fertigungsvorgang für die dafür vorgesehene Batterie. Dieser Prozess wird als Just-in-sequence-Produktion bezeichnet“, beschreibt Nöst den Vorgang.
Konzept für Altbatterien
“Der Fokus bei der Entwicklung liegt eben auf einem ganzheitlichen Ansatz. Das macht diesen Bereich so spannend. Heute und in Zukunft.”
Audi beschäftigt sich nicht nur mit der Entwicklung und Montage der Batterien in den Fahrzeugen, sondern denkt bereits einen wichtigen Schritt weiter. Ist die Lebensdauer einer Batterie im Fahrzeug ausgereizt, stellt sich eine weitere wichtige Frage: Wie können die Batterien weiterverwertet werden? Die Akkus besitzen zu diesem Zeitpunkt noch immer Restkapazitäten. Zu viel, um sie zu recyceln. Daher arbeitet Audi gerade an einem Konzept, das die Altbatterien in stationäre Energiespeicher umwandelt. Ein erster Versuchsträger ist in der Nähe von Ingolstadt bereits ans Netz gegangen. Ein Container für vier Traktionsbatterien unterschiedlicher Größe arbeitet mit einer Photovoltaikanlage zusammen, die an sonnigen Tagen bis zu 20 kW Leistung aufbringt. Ein zweiter Container birgt die Anschluss- und Regeltechnik: Seine Leistungselektroniken wandeln den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom von einheitlich 400 Volt Spannung um. Wenn die Batterien auf zehn Prozent Kapazität heruntergefahren sind, gehen sie ins Recycling.
„Solche innovativen Speicherplattformen eignen sich als Stromquelle für Schnellladestationen mit mehr als 250 kW Leistung. Alternativ können sie künftig als Puffer für erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie dienen – im öffentlichen Netz oder auch beim Kunden zu Hause“, fügt Andreas Nöst hinzu. „Der Fokus bei der Entwicklung liegt eben auf einem ganzheitlichen Ansatz. Das macht diesen Bereich so spannend. Heute und in Zukunft.“
