Kurz erklärt: Kernkomponente für eine neue Ära – das Batteriesystem von VW

Volkswagen

Copyright Abbildung(en): Volkswagen

Bis zu 550 Kilometer mit einer Batterieladung: Der rein elektrische ID.3 von Volkswagen will bei Interessenten unter anderem mit großen Reichweiten punkten. Er ist das erste Modell einer Baureihe von Fahrzeugen auf Basis des modularen E-Antriebs-Baukastens (MEB). Dank der Schnellladefähigkeit lässt sich der ID.3 mit 100 kW Ladeleistung innerhalb von 30 Minuten um rund 290 Kilometer Reichweite (WLTP) nachladen. Möglich macht dies das Herzstück des E-Fahrzeugs: die Batterie.

Im neuen ID.3 wird ein Hochvolt-Batteriesystem verbaut, das äußerlich einer Tafel Schokolade ähnelt. Im Inneren des Systems werden bis zu zwölf Batteriemodule verbaut und miteinander verschaltet. Das Braunschweiger Werk der Volkswagen Group Components fertigt künftig bis zu 500.000 dieser Energiespeicher im Jahr. Doch wie funktioniert ein solches Batteriesystem?

Der Aufbau einer Batterie: Zelle – Modul – System

Für das Hochvolt-Batteriesystem werden Lithium-Ionen-Zellen genutzt, wie sie auch in Mobiltelefonen oder Notebooks eingebaut sind. Eine einzelne Batteriezelle ist die kleinste Einheit im Batteriesystem. Sie kann Energie speichern und wieder abgeben. 24 dieser Zellen werden derzeit in einem Batteriemodul gekoppelt. Die Anzahl der Module, die dann zu einem Batteriesystem zusammengesetzt werden, ist variabel.

Dieser modulare Aufbau ermöglicht maximale Flexibilität: Je höher die vom Kunden gewünschte Reichweite, desto mehr Module werden im Batteriesystem verbaut. Die grundlegende Struktur aber bleibt stets gleich. Für den ID.3 werden bis zu zwölf Module über Hochvoltverbinder zu einem Batteriesystem zusammengefügt. Bis zu 408 Volt Spannung liegen dabei im System an – deutlich mehr als an der heimischen Steckdose, die nur 230 Volt liefert.

Volkswagen

Eine Leistungselektronik steuert den Hochvolt-Energiefluss zwischen der Batterie und dem E-Motor und wandelt dabei den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) für den Traktionsmotor um. Gleichzeitig wird das 12-Volt-Gleichstrom-Bordnetz mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers mit Niederspannung versorgt. Aufgeladen wird die Batterie im normalen Wechselstromnetz mit einer maximalen Ladeleistung von 11 kW und im Gleichstromnetz mit bis zu 125 kW.

Zentrale Verteilstelle für die Energie

Der MEB schöpft die technischen Möglichkeiten der Elektromobilität voll aus. Das E-Fahrzeug kann praktisch um die Batterie herum entwickelt werden, sodass für den Energiespeicher ausreichend Platz zur Verfügung steht. Durch diesen konstruktiven Ansatz ergeben sich zahlreiche Vorteile für die Positionierung der Antriebskomponenten und Zusatzaggregate. Die flache Bauweise und Anordnung der Batterie im Fahrzeugunterboden ermöglicht zudem einen großzügigen Fahrzeuginnenraum zwischen den Achsen.

Das Aluminium-Batteriegehäuse mit integriertem Crashrahmen schützt die Batterie und sorgt für optimale Stabilität sowie eine erhebliche Gewichtseinsparung. Die Aerodynamik im Fahrzeugunterboden optimiert der solide, ebenfalls aus Aluminium konstruierte Auffahrschutz des Batteriesystems.

Neues Zentrum für Batteriekompetenz

Im Werk der Volkswagen Group Components in Braunschweig, wo bereits seit 2013 Batteriesysteme für E-Fahrzeuge in Serie produziert werden, fand auch die Entwicklung des gesamten MEB-Batteriesystems inklusive der Hard- und Software statt. Auf einer Fläche von ungefähr neun Fußballfeldern ist ein Neubau mit moderner Anlagen- und Produktionstechnik entstanden. Bis zu 500.000 Batteriesysteme sollen im Braunschweiger Werk der Volkswagen Group Components künftig pro Jahr gefertigt werden.

Quelle: Volkswagen – Pressemitteilung vom 05.12.2019

Newsletter abonnieren

Montag, Mittwoch und Freitag die neusten Informationen aus der Welt der Elektromobilität kostenfrei direkt ins eigene Postfach. Kuratiert aus einer Vielzahl von Webseiten und Blogs.

Dir gefällt dieser Beitrag? Teilen auf

Diese News könnten dich auch interessieren:

22 Antworten

  1. Die Basisversion des ID soll dem Vernehmen nach nur mit 50 KW laden können. Für die Stadt nicht brauchbar, da hier kaum jemand zu Hause laden kann. Noch bleibt sehr viel zu tun, wenn Elektromobilität ein Erfolg werden soll.

    1. Können Sie das mit eigenen Erfahrungen belegen? Ich schon. Und da reichen 22kw AC zum Laden. Auch im Herbst/Winter und ohne eigene Lademöglichkeit. Man muss sich nur etwas aus seiner eigenen Komfortzone bewegen.
      “Nur” 50kw für die Stadt sind mehr als ausreichend.

    2. Da im Stadtverkehr kaum km gerissen werden ist eine 50-Kw-Ladeleistung für den kleinen Akku voll ok. Ist ja auch technisch nachvollziehbar – für ein langes Akkuleben kann die Ladegeschwindigkeit nur begrenzt sein und bei kleinem Akku ist sie eben kleiner als bei großem. Die Ladedauer bleibt.

      Von daher alles ok und nix bösartiges.
      Wer es anders will muss sich in Schmartphone eine beliebigen Herstellers kaufen und das jeden Abend vollknallen. Dann ist es eben nach 1,5 jahren .. an der Grenze der Nutzbarkeit

    3. Es müssen Ladestationen gebaut werden. Und zwar so, dass jeder max 400 m entfernt von der nächsten wohnt. Das sollte kein Problem sein. Ladestationen zu bauen ist nicht schwierig und das wird parallel zur Zunahme der Elektroautos gemacht. Dann ist die Ladegeschwindigkeit nicht wirklich relevant. Im Gegensatz zu Verbrenner wird man nicht neben der Ladestation warten, bis das Auto geladen ist. Man wird das Auto anschliessen und dann nach Hause gehen. Und einige Stunden später oder auch am nächsten Morgen fährt man dann wieder weiter. 50 kW ist dafür wirklich nicht erforderlich.

      Ich persönlich fahre bereits elektrisch. Ich habe praktischerweise die Möglichkeit, auf der Arbeit zu laden. Dabei habe ich die Auswahl zwischen einer Ladestation, wo mein Auto mit 6,6 kW lädt oder eine normale Steckdose mit 2,3 kW. Und ich verwende fast ausschließlich die 2,3 kW-Steckdose, da es unnötig ist, mit dieser enormen Ladeleistung von 6,6 kW zu laden. An einem Arbeitstag bekomme ich dann gut 100 km Reichweite in den Akku und da ich am Tag im Durchschnitt weniger als diese 100 km fahre, ist das kein Problem.

      Würde ich zu Hause laden oder an einer öffentlichen Ladestation, würde sich das genau so verhalten.

      Ich brauche im Alltag weniger Zeit zum Laden, als ich zum Tanken eines Verbrenners gebraucht habe.

      1. Was genau ist daran eigentlich nachhaltig? Außer, dass die Menschen beim Abbau der benötigten Rohstoffe nachhaltig gesundheitlich geschädigt werden? Der Energieverbrauch bei der Herstellung ist enorm, von der Entsorgung reden wir erst gar nicht.
        500 km Reichweite = lächerlich!
        Im Labor vielleicht. Im Winter mit Licht, Heizung und Scheibenwischer? Da werden schnell 50 km daraus.
        Man, baut doch einfach Mal vernünftige Autos oder lässt es bleiben!

        1. Was genau ist daran eigentlich nachhaltig? Also bei der Treibstoffgewinnung. Der Energieverbrauch bei der Herstellung ist enorm. Entsorgung braucht man nicht zu betrachten, da das ja alles verbrannt wird und es keine Möglichkeit gibt, einen Recycling-Kreislauf zu erzeugen.

          500 km Reichweite? Braucht man im Alltag nicht. Man kann ja jeden Tag den Stecker in die Steckdose stecken. Da braucht man nur so viel Reichweite, dass es für einen Tag reicht. Im Winter mit Licht, Heizung und Scheibenwischer? Da werden bei meinem Nissan Leaf aus 270 km Reichweite noch immer ausreichende 230 km. Und nach ein paar hundert tausend Kilometern, wenn die Akkukapazität dann nachgelassen hat, sind es dann nur noch 70%, bzw. ca 170 km, was noch immer für den Alltag ausreicht.

          Nein, ein Elektroauto ist nicht nachhaltig. Aber alle mal deutlich besser als jeglicher Verbrenner.

          1. Siehe bekannte KEA Tabellen.
            Diesel 102
            E-Mobil 132
            Was ist daran nachhaltig.
            Ist übrigends incl. der grauen Energie die hier ja so “teuer” gemacht wird.
            Aber über die Wirkungsgrade im Stromnetz und der Turbinen im Kraftwerk redet keiner.
            Und jetzt kommt nicht mit PV und Wind – dann lach ich erst richtig

          2. Beim Verbrenner muss jeder Tropfen mit LKW gefahren werden, sowohl diese LKW als auch die Verbrenner verwandeln das giftige Zeug überwiegend in Wärme. Das soll effizienter sein? Die graue Energie ist auch ein Thema: 7 kWh pro Liter Treibstoff graue Energie. Das bedeutet: Mein derzeitiger Verbrenner verbrennt pro km 0,12 Liter Benzin zu fast 300 g CO2, dazu kommen noch 400 g für die graue Energie des Treibstoffes, der unter anderem vor der Destillation in der Raffinerie auf 400 Grad erhitzt werden musste. Sind 700 g CO2 vs. 100 g CO2 beim Model 3 mit 20 kWh Verbrauch. Außerdem entfällt die lästige und überflüssige Fahrt über die Grenze zum Tanken.

        2. Hi – von 500 auf 50 kann nur ein Denkfehler oder Unwissenheit sein. Fahre mit einen e Golf Bj. 2016, im Sommer 180 Km und im Winter 130 Km im schnitt. Mit Heizung – Licht 🙂 und auch Scheibenwischer!!
          Falls Interesse bestehen sollte, Probefahrt jederzeit möglich.

    4. Warum sollte die 50kW Variante nicht in der Stadt geeignet sein. Da fährt keiner mehr als 20-40km am Tag. So einmal laden pro Woche wird reichen.
      Schon bei einer halbe Stunde beim Supermarkt (50kW Lader) hat man schon wieder den halben Akku voll.

  2. Laut ADAC Online:
    45kWh Akku kann 7,4 kW AC und 100 kW DC
    58 kWh Akku kann 11 kW AC und 100 kW DC
    77 kWh Akku kann 11 kW AC und 125 kW DC

    Das sollte wohl genügen oder?

    1. In Frankfurt gibt es ca. 40 öffentliche Ladesäulen, die meisten mit ausschließlich 22kw AC.
      Eine Möglichkeit, 100kw mit DC zu laden, kenne ich gar keine. Und Frankfurt ist ja nicht
      gerade ein Dorf.

  3. Noch ein Problem wohne in Radeburg und es wird ein neuer Marktplatz für Millionen € gebaut ca 7000 Einwohner und nicht eine einzige E ladestation soweit das Auge reicht!!! Sicher kaufe ich mir ein E Auto

    1. Vermutlich 8 seriell und je 3 parallel pro Modul, damit kommt man bei 12 Modulen und 4,25V Maximalspannung auf die genannten 408V. Für andere Kapazitäten ändert sich dann aber der Aufbau der Module höchstwahrscheinlich.

  4. Kurze Frage,

    ist der Akku klimatisiert? Flüssig? Oder machen die den selben fehler wie Nissan?! Ich sehe in diesen technischen Screenshots nichts was auf einen Wärmetauscher oder ähnliches vermuten lässt….

    1. Der MEB-Baukasten von VW hat immer eine Batterietemperierung (Kühlung/Heizung) über einen Flüssigkeitskreislauf + Wärmetauscher.

      Die e-Up/mii/go sowie e-Golf und die Hybriden haben das nicht.

  5. Das hört sich in der Theorie ganz toll an. Aber wie kann man am Wechselstromnetz mit 11 kw laden? Das wäre ein Strom von knapp 48 A, absolut verboten, erlaubt sind mickrige 4,6 A. Aber sollte etwa das Laden mit Drehstrom gemeint sein? Das wäre dann wieder erlaubt, funktioniert aber nur, wenn das Auto drei Gleichrichtermodule an Bord hat. Aber wer hat schon eine Drehstromsteckdose mit 3 x 16 A Sicherung und Fehlerstromschalter in der Garage? Und wie lädt der Laternenparker. Fragen über Fragen, aber kaum mal eine korrekte Antwort.

    1. Korrekt, 11 kW erfordern einen “Drehstrom-Anschluss” und ein passendes Ladekabel (bspw. von Metron). Oder schlicht und ergreifend die passende Wallbox von VW: https://www.volkswagen.de/de/e-mobilitaet-und-id/id_magazin/e-mobilitaet/wallbox_fuer_zuhause.html

      Sowohl die CEE-Dose als auch die Wallbox müssen (wegen Dauernutzung) beim Stromanbieter angemeldet werden.

      Der maximale Ladestrom kann im Auto eingestellt werden (typischerweise 6, 8, 10, 12, … A) denn der AC/DC-Wandler ist im Auto. Daher geht auch einfach Schuko, dauert aber dann (viel) länger.

    2. Sehr geehrter Herr Reineking, das Europäische Netz IST ein DREHSTROM-NETZ.

      Der Europäische Standart wird CCS-Type2 sein. Es wäre ein schreckliches Versäumniss, wenn eine Europäische Autofirma diesen Standard nicht einhalten würde. Jeder Tesla Model 3 der von USA kommt, erfüllt diesen Standart und jedes andere Auto, das von irgendwo auf der Welt nach Europa kommt wird diesen Standart erfüllen ansonsten fast niemand dieses Auto kaufen wird.
      Also Gleichstrom für die Schnellladungen, z.B. Ionity und Tesla Supercharger und Drehstrom bis max. 22 kW ( 3x32A ).

      Ich wette mit Ihnen, dass auch Sie im Haus Drehstrom haben.
      Tesla Model 3 kann an max. 3x16A x 230V = 11kW Leistung ( ca. 15% oder 70km / h ) laden. Sie benötigen eine Dreshstromleitung mit 2.5mm2 Durchmesser ausgehende von einem FI-Schalter. Jede Autofirma definiert selber, welche Leistungsbox sie im Auto verbaut. Sie können dem Auto von Aussen noch so viel Power geben, wenn das Auto nur 11kW entgegen nimmt dann sind es eben nur 11kW. Die Begrenzung nimmt die Ladebox im Auto vor.

      Ein Elektriker hat Ihr Haus mit Stromleitungen versorgt. Der weiss ganz genau bescheid ( Steckdose, Leitung, FI, Strom/Spannung etc. ), was bei Ihnen möglich ist. Es gibt genaue Richtlinien, wie Elektroautos an eine Ladestation angeschlossen werden müssen und der Elektriker muss diese kennen oder er muss sich informieren wie das geht. Wenn der das nicht weiss, suchen Sie einen der das kann. Bei mir war es das Elektrizitätswerk. Die haben schon dutzende von Tesla Ladestationen installiert und angeschlossen. Tesla führt sogar eine Liste von Elektrikern auf ihrer App, die genau wissen was zu tun ist.

      Andere Autohersteller werden das genau so machen müssen. Die Kunden werden das von ihnen fordern.
      Und sonst gibt es das tff Forum (https://tff-forum.de/index.php) für Deutschland. In der Schweiz haben wir den Tesla Club. Fragen Sie Tesla Fahrer, die wissen schon recht viel.

      Bin schon in 80 Tagen um die Welt gefahren mit meinem Tesla Roadster. Konnte da etwas Erfahrung über das Laden sammeln.
      Wir sind immer noch ein wenig in der Pionierphase der Elektromobilität aber nicht mehr lange. Viel Glück.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Deine Anmeldung zum Newsletter:
Ein letzter Schritt fehlt noch.

Vielen Dank für deine Anmeldung zum Newsletter von Elektroauto-News. Du erhältst in Kürze eine E-Mail, in der sich ein Link zur Freischaltung deiner E-Mail-Adresse befindet. Erst durch die Bestätigung des Links dürfen wir deine E-Mail-Adresse zum Versand unseres Newsletter freischalten (Double-Opt-In).