Connected e-Roadtrip: Komponenten eines E-Autos - Teil 3

Connected e-Roadtrip: Komponenten eines E-Autos - Teil 3

Sie sind das teuerste Bauteile in einem E-Auto. Die Batteriezellen. Natürlich gibt es auch andere neue Teile, die in jedem E-Auto Platz nehmen. Ich habe Euch hier und hier bereits einen Blick unter die Haube gegeben. Nun also der Blick zum Akkupaket.

Update vom 11. Dezember:

Ich habe die neuesten Entwicklungen unter folgendem Artikel aufgelistet: https://www.mobilegeeks.de/artikel/alles-tesla-oder-was-gigafactories-aus-asien-sind-im-kommen/ .

Originale Meldung vom 27. August 2018:

Aktuell werden in allen Großserien-E-Autos Akkuzellen mit Lithium-Ionen bzw. Lithium-Polymer-Technologie verbaut. Doch, wo kommen diese eigentlich her? Derzeit gibt es die folgenden – für in Europa verkaufte Fahrzeuge – relevanten Hersteller für Batteriezellen:

  • Panasonic/Sanyo. Das japanische Unternehmen baut eigene Akkuzellen. Zusammen mit Tesla wird die Gigafactory gebaut, in der auch Akkuzellen gefertigt werden (siehe hier). Tesla setzt in all seinen aktuell erhältlichen Modellen auf Zellen des japanischen Unternehmens.
  • Samsung SDI. Die Firma gehört zum bekannten südkoreanischen IT-Konzern Samsung und fertigt selbst Akkuzellen. Es gibt nun erstmals eine Zellfertigung in Ungarn, um den europäischen Markt besser beliefern zu können. Verbaut werden diese Zellen aktuell in BMW-Modellen (siehe hier).
  • LG Chem. Der Erzfeind von Samsung hat ebenfalls eine eigene Abteilung, die sich um die Entwicklung und den Bau von Akkuzellen kümmert. Das Unternehmen hat in Polen eine eigene Akkuzellenfertigung für Europa. Zu den Abnehmern gehören Daimler, General Motors, Hyundai (meinen Testbericht zum Ioniq Elektro gibt´s hier) und der VW-Konzern.
  • SK Innovations. Der Mischkonzern aus Südkorea baut in Ungarn eine eigene Zell-Fertigung für Europa auf und möchte so auch ein Stück vom Kuchen der anderen vier großen Batteriezellen-Hersteller abhaben. Der erste Großkunde wird Daimler sein.
  • CATL. Der – aktuell – weltgrößte Produzent von Lithium-Ionen-Zellen aus China drängt nach Europa. Nach einer Vereinbarung mit BMW wird CATL ein eigenes Akkuzellen-Werk in Erfurt bauen (siehe hier). Von dort sollen dann viele europäische Autobauer mit Batteriezellen beliefert werden. Zu den Kunden gehören – zukünftig – BMW, Daimler, PSA (mit den Marken Citroen, DS, Opel) und der VW-Konzern.

Generell setzen alle großen Automobilhersteller, mit Ausnahme von Tesla, darauf, in zukünftigen E-Automodellen Ihre Akkuzellen von mehreren unterschiedlichen Herstellern zu beziehen. Der Grund ist, dass man flexibel bleiben möchte, was die Stückzahlen von E-Autos angeht. Für den chinesischen Markt (und aktuell nur dort) gibt es noch weitere einheimische Akkuzellen-Hersteller, wie beispielsweise BYD (Build Your Dreams). Da stellt sich mir die Frage, wie es denn mit deutschen Firmen und Ihrem Engagement in Sachen Akkuzellen-Herstellung aussieht.

Bitte kein Risiko eingehen – Wir haben genügend Zeit

So scheint das Motto der großen deutschen Hersteller zu lauten. Im sächsischen Kamenz ist die zu Daimler gehörende „Deutsche Accumotive“ am Start. Wobei man hier feststellen muss: Dort werden die von asiatischen Herstellern produzierten Akkuzellen „lediglich“ zu einem funktionierenden Batteriepaket zusammengebaut, so dass man dieses dann ins E-Auto einbauen kann. Akkuzellen werden dort nicht gebaut (siehe hier). Genauso verfährt übrigens auch BMW. Dort findet lediglich die Montage des Batteriepakets im eigenen Haus statt. Einer der größten Automobilzulieferer „Bosch“ hat bekanntgegeben, dass man nicht vorhat, selbst Akkuzellen zu produzieren.

„Wir müssen die Akkuzelle technisch verstehen, wir müssen sie nicht fertigen. Wir sagen Nein zur eigenen Zellfertigung, aber Ja zur Batterie bei Bosch.“ So der Bosch-Manager Roland Bulander (siehe hier).

Das bedeutet, dass man bei Bosch „nur“ die Batteriepakete fertigen möchte bzw. sich um deren Zusammenstellung kümmert. Auch Elektronik und Steuerungssoftware spielen beim Automobilzulieferer eine Rolle. Natürlich nicht erst seit dem „Dieselskandal“…Generell ist Bosch das finanzielle Risiko einer eigenen Zellfertigung zu hoch. In der Tat verdient – aktuell – kein Automobilhersteller großartig Geld mit den E-Autos. Vor allem die Batteriepakete sind noch zu teuer im Einkauf, als dass sich damit lohnenswert arbeiten lässt. Jedoch sinken die Preise für die Akkuzellen deutlich. Nach einer Auswertung durch Bloomberg, an der mehr als 50 verschiedene Unternehmen beteiligt waren, kostete im Jahr 2017 eine Kilowattstunde durchschnittlich 209 US-Dollar (siehe hier). Im Vergleich mit dem Jahr 2010 heißt das, dass Autohersteller nun nur noch ein Fünftel bezahlen müssen. Ein E-Auto, wie der neue Hyundai Kona Elektro (siehe hier) kommt mit 64 Kilowattstunden großem Akkumulator auf den Markt. In den nächsten Jahren sollte der Preis pro Kilowattstunde weiter sinken, wann die angepeilten knapp 100 US-Dollar pro Kilowattstunde erreicht werden, steht aber in den Sternen.

Neue Akku-Technik = Durchbruch?

Große Hoffnung setzen die hiesigen Autobauer in die nächste Akku-Technik – die Festkörper-Akkus. Im Prinzip geht es hierbei – vereinfacht ausgedrückt – darum, wie die Ionen transportiert werden. Bisher erfolgt das bei Lithium-Ionen bzw. -Polymer-Akkus in einer Flüssigkeit. Bei Festkörperakkus hingegen erfolgt der Ladungstransport aufgrund von Sprüngen der Ionen innerhalb einer Festkörpermatrix. Wer mehr dazu wissen will, dem wird hier weitergeholfen. Im Endeffekt soll so deutlich mehr Reichweite möglich werden und die Akkus länger halten. Der Zulieferer Continental, denkt darüber nach, ob man eine eigene Akkuzellenfertigung aufbauen sollte. Die Bedingung ist jedoch, dass in der Fabrik ausschließlich Zellen mit Festkörper gebaut werden. Die Entscheidung, ob man dieses Risiko eingehen will, soll erst nach 2020 fallen. Aktuellen Meldungen zufolge kann man erst zwischen 2025 und 2030 mit einem großflächigen Einsatz dieser neuen Akkus rechnen (siehe hier). Die Frage nach dem Preis für diese „neue“ Akku-Technik ist natürlich auch noch zu klären…Das wird nur die Zeit zeigen, wie viele andere Akku-Technologien es geben wird, was diese im Vergleich zueinander kosten und was dann jeweils Vor- und Nachteile sind.

Fakt ist aber, dass der neue Chef des VW-Konzerns, Herbert Diess, im Interview mit dem Handelsblatt (siehe hier) unmissverständlich klargemacht hat, dass er sich eine Akkuzellenfertigung in Deutschland wünscht. Nur vom eigenen Konzern nicht. Denn ein Konkurrent, wie z.B. Daimler, wird wohl kaum Akkuzellen von Volkswagen in einen Elektro-Mercedes verbauen wollen. Sprich: Es müsste ein Automobilzulieferer einspringen und in die Akkuzellenfertigung einsteigen. Klar ist, dass alle großen Autobauer eigene Kompetenzzentren bauen, um die Akkuzellen technisch verstehen zu können, sowie Ihre E-Motoren und weitere Antriebskomponenten möglichst gut auf die zugelieferten Zellen abstimmen zu können. Im Rahmen dieser Tätigkeit werden vereinzelt auch kleine Prototypen-Werkstätten errichtet, in denen ein paar Akkuzellen selbst produziert werden. Diese Standorte sind aber nicht dazu gedacht, eine große Menge zu produzieren, um sie in einem Großserienfahrzeug einzubauen. Es sind eben „nur“ Kompetenzzentren, um – naja – Kompetenzen aufzubauen. Getreu dem Wettbewerbscharakter: Wer kann am meisten aus den zugelieferten Akkuzellen herausholen?

 

Weitere Infos

Afhüppe, Sven; Brors, Peter; Menzel, Stephan: Noch ist es nicht zu spät. 

BMW: BMW Group und Samsung SDI bauen Partnerschaft aus.

BMW: Rede von Harald Krüger (Vorstandsvorsitzender BMW Group).

Chediak, Mark: The latest bull case for electric cars. The cheapest batteries ever.

Deutsche Accumotive: Accumotive-Werk II steht kurz vor der Betriebsaufnahme.

Donath, Andreas: Volkswagen-Chef fordert Akkuzellenfabrik in Deutschland.

Ecomento: Continental denkt über Fertigung von Festkörper-Batteriezellen nach.

Kirchbeck, Bernd: Herausforderungen und Potenziale von Batterien.

Koeller, Stefan: CATL liefert Batteriezellen an Volkswagen.

Panasonic: Panasonic and Tesla Sign Agreement for the Gigafactory.

Sorge, Nils-Viktor: Chinesen düpieren deutsche Industrie mit Batterieprojekt.

Spiegel: Bosch baut keine Zellen für E-Auto-Batterien.

Über den Autor
Claus Ludewig
Ich bin mit Windows 98 aufgewachsen und habe seitdem jede Windows- und Office-Version genutzt. Zum Entspannen dient die Xbox. Neben der engen Verbundenheit zu Microsoft-Produkten, schaue ich auch gerne mal über den Tellerrand hinaus in die weite Welt. Ich interessiere mich für alles, was vier Räder hat. In diesem Sinne nehme ich Euch gerne zu einer Spritztour mit.

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Kommentare
  1. E - Autos sind nicht die Zukunft, wir kommen am Wasserstoff Auto nicht vorbei, die Norweger möchte ja mit uns Wasserstoff Autos bauen, aber bei uns wachen nicht einmal die grünen auf, leider;(
    Danke wieder sehr guter Bericht :)
    Wann die Feststoff-Akkus kommen ist sicher noch offen.
    Alle paar Wochen liest man wieder von Durchbrüchen in den Labors und wahre Wunder-Ergebnisse.
    Die aktuellen E-Autos mit den Akkus sind schon jetzt sehr gut, und normale Reichweiten von 350 km
    pro Ladung gang und gäbe.
    Aber die Akku-Technologie ist erst am Anfang und hier ist auch noch viel Innovation zu erwarten.
    1000 km Reichweite und eine schnellere Ladung wird in wenigen Jahren erreicht sein.
    Wasserstoff im PKW Bereich ist nicht die Zukunft.
    Auch wenn sich manche Autokonzerne und vor allem die vielen Werkstätten und die Tankstellen-Betreiber das wünschen würden. Es ist Ihnen auch ein Dorn im Auge, dass man selber zu Hause mittels PV-Anlage sein Auto "betanken" kann.
    Wasserstoffautos sind nicht die Zukunft, weil der Aufwand viel zu groß ist und die Energiebilanz grottenschlecht.
    Eine einzige Zapfstelle kostet 1.5 Millionen Euro. Der Transport und die Lagerung sind gefährlich.
    Der technische Aufwand im Auto selber lässt keine Preise zu die vom Durchschnitt der Bürger bezahlt werden können.
    Die wenigen Wasserstoffautos die es jetzt gibt, sind alle Verlustgeschäfte und der Treibstoff wird sehr stark gefördert, sonst könnte sich das niemand leisten.
    Und ich werde NIE mit einer rollenden Bombe in einem PKW unterwegs sein wollen, oder so etwas in meiner
    Garage im Haus lagern.
    Das Thema Wasserstoff im PKW-Bereich ist eigentlich schon erledigt.
    Die Wasserstofftechnologie kann aber in der Strom hungrigen Industrie und auch in der Schifffahrt noch eine große Rolle spielen.
    Es gibt schon über 7.000 Schnellladestationen in Europa, neben dem gut ausgebauten Supercharger Netzwerk von Tesla. Und gerade werden neue Ultra-Schnellladenetze aufgebaut. Bis Ende 2018 gibt es z.B. in Österreich alle 100 km auf den Autobahnen Ultraschnelllade-Stationen. In den USA werden gerade 2 Milliarden $ investiert um ebenfalls Ultra-Schnellader über alle Staaten hinweg aufzubauen. Die Ladeinfrastruktur fürs Strom laden wächst Woche für Woche. Und man kann HEUTE schon ohne weiters fast überall hinfahren, wo man möchte. Ob ans Nordkapp, oder nach Neapel oder in die Schottischen Berge. Nur in Osteuropa wird es noch ein paar Jahre dauern, und Kroatien ist noch eine Ladestationwüste. Die Tourismus-Industrie wird aber auch dort rasch für Besserung sorgen.
    ( Hier gibt es eine Übersicht über Ladestionen und einen Routenplaner: https://www.goingelectric.de/stromtankstellen/ )
    E - Autos sind nicht die Zukunft, wir kommen am Wasserstoff Auto nicht vorbei, die Norweger möchte ja mit uns Wasserstoff Autos bauen, aber bei uns wachen nicht einmal die grünen auf, leider;(

    Die deutschen Autobauer düsen doch seit 1985 (damals war es glaub ich BMW mit einem ersten Versuchsträger) rum ohne dass die Technik der Marktreife auch nur einen Schritt näher gekommen wäre.
    Mittelfristig wird's wohl das E-Mobil werden. Aber wenn ich die Aussagen deutscher Autobauer lese/höre...
    "Wasch mich, aber mach mich nicht nass".
    Schließlich kann ein VW nicht mit Akkus von Daimler rumfahren und umgekehrt....
    Da lob ich mir Renault/Nissan, die ihre E-Fahrzeuge so konzipiert haben dass es wenig Anpassungsbedarf gibt
    Frage... wieviel Lithium benötige ich nochmal für 10.000.000 Akkupacks und wo soll das Herr kommen?
    Frage... wieviel Lithium benötige ich nochmal für 10.000.000 Akkupacks und wo soll das Herr kommen?

    !!! Ich sehe das gerade beim Thema MLCC's (Keramikkondensatoren). Wenn du kein Direktkunde bist (kenne hier keine Lieferzeiten) sieht es schlecht aus. Der Bedarf ist durch Automobil, IOT und Unterhaltungselektronik etc. so riesig, dass der Distributor (und somit auch der Zulieferer) Regellieferzeiten von 52+ Wochen hat. Die Herstellerfirmen sind teilweise mit Aufträgen zugeschüttet, dass die nächsten 2 Jahre durchproduziert werden könnte - ohne Neuaufträge. Teilweise werden nicht einmal mehr Bestellungen entgegengenommen, Bauteile sind einfach nicht zu bekommen. Alles wird nach Asien an die großen Direktabnehmer gepumpt. Dazu kommen Preissteigerungen, teilweise alle paar Wochen, die ein Vielfaches von 100% betragen. Der Markt wandelt sich und die gedrückten Preise "normalisieren" sich. So wird es auch mit dem nächsten Rohstoff kommen, der einen Boom erlebt, weil die Technologie einen Boom erlebt. Es wird ein Überangebot an Akkus geben, die Teile werden (natürlich auch durch günstigere Produktion etc.) "verramscht" und dann kommt der Punkt, an dem die Nachfrage höher als das Angebot ist und E-Mobility bekommt ein Problem. Eigentlich alles, was das Thema endliche Ressourcen betrifft.
    Es wird noch eine Menge Hirnschmalz benötigt, damit das alles, auf lange Sicht, funktionieren soll.
    Hyundai und Toyota sind mit Wasserstoff Autos schon sehr weit, sie werden den chinesischen Markt aufmischen sicher erst in Masse für Busse und LKWs oder Zügen (auch Honda möchte ein Stück von dem Kuchen) die Deutschen Doktoren doch lieber an dem saubersten Diesel rum, den man dann nicht überall fahren darf ;)
    E-Autos sind sicher die Zukunft. Was aber Problematisch ist sind die Akkus die momentan in die Autos eingebaut werden. Bei einem Unfall oder Brand haben da die Feuerweheren doch noch so ihre Schwierigkeiten. Es kann da zur Rettung von Personen auch zu Verzögerungen kommen. Denn die Feuerwehr darf da erst ran wenn der Eigenschutz gewährleistet ist. Das heißt im schlimmsten Fall das sich die endsprechende Feuerwehr erst über das Fahrzeug erkundigen muss bis mit der Rettung begonnen werden kann. Da auf unseren Straßen auch noch nicht so viele E-Autos unterwegs sind fehlen da meistens auch die Erfahrung und kleinere Wehren haben was E-Autos angeht meistens bis jetzt noch keine Schulung mit E-Autos. Ich selbst fahre beruflich ein E-Auto und bin auch in der Freiwilligen Feuerwehr.
    "E-Autos sind sicher die Zukunft" nur wenn es nach den willen der Politik geht. Der Bürger lehnt es ab!
    Mal ne kleine Überschlagsrechnung. Annahme: Berlin, hat von eben bis gleich 2 Mio E-Cars, für 80% Ladung braucht es 1h an der Schnelllade, der Akku hält 4 Tage heißt pro Tag 500000x "tanken" eines E-Autos. Da wären rund um die Uhr 21000 "Zapfsäulen" im Einsatz. Bei angenommen 50 kWh je Akku müsste man 25 MWh pro Tag zusätzlich in die Stadt bringen. Die 3.6 Mio. Einwohner in vielleicht 1,5 Mio Haushalten mit etwa 2400kWh/Jahr verbraten z.b. "nur" etwa 10MWh pro Tag. Mal ganz davon abgesehen, dass der Akku für 15000€ nach rund 5,5-8 Jahren platt ist.
    "E-Autos sind sicher die Zukunft" nur wenn es nach den willen der Politik geht. Der Bürger lehnt es ab!

    Welcher Bürger? Ich begrüße das E-Auto und gehöre ganz gewiss auch der Gruppe "Bürger" an. Im Gegenteil, ich kenne keinen "Bürger", welcher in einem modernen E-Auto saß, der gerne wieder in seinen lärmenden Stinker zurückwollte.
    Leider sind E-Autos derzeit noch sehr teuer und Dank geballter Inkompetenz ist die Ladeinfrastruktur derzeit relativ unbrauchbar (außer Tesla). Stichwort defekte Ladesäulen, proprietäre und nicht funktionierende Zahlungsinfrastruktur, Technik...
    Eines Industrielandes unwürdig...

    Und ich werde NIE mit einer rollenden Bombe in einem PKW unterwegs sein wollen, oder so etwas in meiner
    Garage im Haus lagern.

    Grundsätzlich stimme ich dem Beitrag zu, aber Erdölprodukte spazierenfahren fahren und über rollende Bomben reden hat etwas drolliges ;-)
    Mal ne kleine Überschlagsrechnung. Annahme: Berlin, hat von eben bis gleich 2 Mio E-Cars, für 80% Ladung braucht es 1h an der Schnelllade, der Akku hält 4 Tage heißt pro Tag 500000x "tanken" eines E-Autos. Da wären rund um die Uhr 21000 "Zapfsäulen" im Einsatz. Bei angenommen 50 kWh je Akku müsste man 25 MWh pro Tag zusätzlich in die Stadt bringen. Die 3.6 Mio. Einwohner in vielleicht 1,5 Mio Haushalten mit etwa 2400kWh/Jahr verbraten z.b. "nur" etwa 10MWh pro Tag. Mal ganz davon abgesehen, dass der Akku für 15000€ nach rund 5,5-8 Jahren platt ist.

    Jetzt komm mir blos nicht mit Physik und Mathe! Das zählt schon lange nicht mehr... Hier werden Träume wahr... Wer braucht da schon die Realität?
    Welcher Bürger? Ich begrüße das E-Auto und gehöre ganz gewiss auch der Gruppe "Bürger" an. Im Gegenteil, ich kenne keinen "Bürger", welcher in einem modernen E-Auto saß, der gerne wieder in seinen lärmenden Stinker zurückwollte.
    Leider sind E-Autos derzeit noch sehr teuer und Dank geballter Inkompetenz ist die Ladeinfrastruktur derzeit relativ unbrauchbar (außer Tesla). Stichwort defekte Ladesäulen, proprietäre und nicht funktionierende Zahlungsinfrastruktur, Technik...
    Eines Industrielandes unwürdig...

    Weitere E-autos wurden noch mal 2017 von Privatpersonen in Deutschland gekauft? Zum Glück ist es jeder andere, außer der Technik, schuld ^^
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