NIO und Co. ebnen den Weg: Wechselbatterien kommen

NIO und Co. ebnen den Weg: Wechselbatterien kommen

Copyright Abbildung(en): NIO

Das Prinzip der Wechselakkus galt eigentlich als gescheitert. Zu teuer, nicht ausgereift und deswegen nicht praktikabel lautete das Urteil, doch jetzt feiert die Technik ein beachtliches Comeback. Bei den Stromern lautete das Motto bisher: schneller, mehr, weiter. Schneller Laden, mehr Batteriekapazität und weiter rein elektrisch fahren. Der Weg scheint vorgezeichnet. Doch es ist nicht ganz so wie es scheint.

Immer leistungsfähigere Batteriezellen ertüchtigen die Elektromobile zu immer kürzeren Standzeiten an den Ladesäulen und zu Reichweiten, die die Diskrepanz zu den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren immer geringer werden lassen. Damit schwindet auch die Reichweitenangst. Dass die technische Weiterentwicklung der Akkus nicht ganz billig wird, nimmt man als gegeben hin, da diese Technologie als alternativlos gilt.

Konzepte wie das der Wechselbatterien betrachten die etablierten Autobauer mit amüsierter Neugierde. Schließlich ist Shai Agassi mit diesem Konzept und seiner Firma Better Place trotz großer Ankündigungen und Visionen krachend gescheitert. Tesla fand die Idee interessant, experimentierte mit Wechselstationen, gab aber das Projekt aufgrund des Mangels an Kundeninteresse auf. Jetzt will Nio alles besser machen. In den Entwicklungsabteilungen der etablierten Automobilhersteller lehnt man sich entspannt zurück Sollen die Chinesen ruhig Geld verbrennen. Selbst als der chinesische Autobauer demonstrierte, dass man aus den Better-Place-Fehlern gelernt hat und das Tauschen der Akkupakete funktioniert, war das noch kein Grund zur Besorgnis.

Tatsächlich hat der chinesische Autobauer an zwei entscheidenden Stellen den Hebel angesetzt. Zum einen wird das Fahrzeug mittels einer Hebebühne in die angehoben und so perfekt ausgerichtet, dass das Wechseln der Energiespeicher problemlos vonstattengeht, zum anderen hat Nio kräftig an der Kostenschraube gedreht. Die Stationen sind deutlich günstiger als bei Better Place und brauchen auch weniger Platz als das Vorbild. Gut vier Parkplätze genügen. Laut Nio kann eine Wechselstation bis zu 70 Autos pro Tag mit neuen Akkus bestücken. Ein solcher Tausch dauert rund fünf Minuten. In China sind bereits rund 860 Stationen in Betrieb. Ein Vorteil ist, dass die Wechselakkus schonend, weil langsam geladen werden können.

Alles recht schön und gut, wird sich der eine oder andere sagen und gedanklich einen Sack Reis umstoßen. Doch das Konzept der Austauschbatterien hat neuen Schwung bekommen, weil die chinesische Regierung diese Idee unterstützt und ein Pilotprojekt ins Leben gerufen hat, das mehr als 1.000 Batteriewechselstation vorsieht und mehr als 100.000 entsprechende Autos auf die Straßen bringen soll. Insgesamt elf Städte sollen die Vorreiter für elektrische Pkws und Lkws werden: Beijing, Changchun, Baotou, Nanjing, Wuhan, Hefei, Sanya, Chongqing, Yibin, Jinan und Tangshan. Das Eingreifen des chinesischen Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie (MIIT) war notwendig, da einige Autobauer im Reich der Mitte die Vorzüge des Akkutausches entdeckt haben und die Gefahr besteht, dass jeder sein eigenes Technologie-Süppchen kocht, was kontraproduktiv wäre. Zu den Herstellern, die auf das Prinzip der Wechselakkus setzen gehören unter anderem BAIC BJEV, SAIC Motor, oder GAC.

Der chinesische Autobauer Geely will im Heimatmarkt bis zur Mitte der Dekade 5.000 Batteriewechselstationen errichten und hat dafür eigens ein Joint Venture mit Lifan Technology gegründet, bei dem Geely das Heft des Handelns in der Hand behält. Auch CATL hat ein Akkuwechselsystem in der Mache. CAES, ein Tochterunternehmen des chinesischen Batteriezellen-Herstellers, hat Anfang des Jahres eine Akku-Tausch-Lösung vorgestellt, das mit verschiedenen Fahrzeugen funktioniert. Wenn solche Big Player mit globalen Ambitionen auf den Zug aufspringen, ist eine Technologie mehr als eine teure Eintagsfliege. Die Technik kann sich aber nur durchsetzen, wenn es einen Standard gibt. Das hat die Regierung in Beijing erkannt und handelt dementsprechend.

Die Wechselakkus bleiben kein lokales Phänomen und werden auch nach Europa kommen. Nio hat bereits in Norwegen Fuß gefasst und will noch in diesem Jahr die ersten Stationen in München sowie Berlin errichten. Die Bundeshauptstadt entwickelt sich ohnehin zu einem Pfeiler für die Austauschbatterien. Unlängst hat TotalEnergies mit dem Batteriewechsel-Spezialisten Infradianba, ein Joint Venture zwischen dem deutschen Infrastrukturexperten InfraMobility und dem chinesischen Batteriewechsel-Spezialisten Aulton Dianba, eine Kooperation angekündigt. In den USA tut sich in und um San Francisco etwas, wo das Start-up Ample fünf Batterietauschstationen speziell für elektrifizierte Uber-Fahrer betreibt. Dabei soll es nicht bleiben. Deswegen ist Ample zwei Partnerschaften mit den Investoren Shell und Eneos eingegangen, um weitere Projekte in den USA und Japan zu anzukurbeln.

Dies alles ist nicht unbemerkt geblieben. Auch Toyota hat mittlerweile Blut geleckt: Der japanische Kurierdienst Yamato Transport und Commercial Japan Partnership Technologies Corporation (CJPT) arbeiten gemeinsam an der Standardisierung von austausch- und wiederaufladbaren Batteriekassetten für kommerziell genutzte Elektrofahrzeuge. Gerade bei den Nutzfahrzeugen ergeben die Wechselakkus Sinn, denn die großen Batterien können schnell getauscht werden, während der Lkw beladen wird. Während die Transporter in Betrieb sind, werden die Energiespeicher wieder gefüllt. Klar ist aber auch, dass Batterie-Austausch-Stationen nicht die alleinige Lösung darstellen und komplementär zum Ausbau einer klassischen Ladeinfrastruktur installiert werden und so für eine Entzerrung Stromtankproblematik führen.


Über den Autor: Wolfgang Gomoll; press-inform

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Warum sollte man mit dem E-Auto auf Langstrecke gehen? Die Bahn ist schneller, komfortabler und oft günstiger.

Der Wechselakku kommt in Europa nicht. Was in China in einigen großen Cities funktioniert, funktioniert noch lange nicht auf der Welt.

Du brauchst viel mehr Akkus als Autos und so viele Stationen wie jetzt HPC-Standorte. Mit Personal. Das wird teuer, sehr teuer, extrem teuer. Und niemand macht hier mit.

Zudem: Wenn 5 Minuten der reine Wechsel dauert, muss man den Slot reservieren oder anstehen, dann muss man identifiziert werden bzw. den Auftrag erteilen. Vorher muss man hinfahren, nachher auf die eigentliche Route zurückfahren. Das klingt nicht so, als ob das schneller als Schnellladen ist. Denn Ionity und einige andere sind direkt auf Raststätten und Aral Pulse hat Top-Locations direkt an relevanten Zubringern oder wie in Wollin 150 m von der Abfahrt ohne Ampel dazwischen.

Die 800V Autos laden jetzt schon in 18 Minuten auf 80%. Das wird sich zur nächsten Generation, die 2025 ansteht, fast halbieren wie man hört. Mit jedem Fortschritt bei der Ladetechnik wird der Wechselakku sinnloser.

Schön, daß ich mit David und brainDotExe mal weitgehend einer Meinung sein darf :-)

Mich würde das Verhältnis von:
sich in Umlauf befindlichen Fahrzeugen von NIO und den sich hierfür in Umlauf befindlichen Wechselakkus interessieren.
1:1 oder viel kleiner/größer?

Das Nadelöhr in den kommenden Jahren ist und bleibt die Produktionskapazität von Zellen – und nein, daß sieht nicht nur der CEO von Tesla so.

Wenn NIO also der exponentiellen Wachstumskurve von Tesla folgen möchte, dann werden sie sich entscheiden müssen, ob sie lieber Fahrzeuge produzieren, um auf diesem Markt ihr Geld zu verdienen, oder eben mit dem Bau und dem Betrieb von Wechselstationen.
Für beides gleichzeitig gibt es wahrscheinlich schlicht nicht genügend Zellen.

Vielleicht ist ja auch Langfristig die Energiebereitstellung und / oder der Energiesektor (Stationärer Batteriespeicher, VTG ) das geplante Geschäftsmodell von NIO?

Die Effizienz- und Fahrdynamikvorteile eines „structural batterypacks nach dem Vorbild von Tesla wird dann aber nur schwer zu erfüllen sein, da sich die Industrie ja bisher auch selten auf international gültige Standards einigen konnte, schon gar nicht wenn hier der geopolitische Faktor mit ins Spiel kommt.
Mich überzeugt die Idee des Wechselakkus bisher jedenfalls nicht, aber…..

Time will tell

Für die Deutschen Boomer funktioniert immer alles solange nicht, bis es andere vormachen und sie die Innovation dann selber nutzen, obwohl es ja eigentlich nicht geht. Globales Denken? Fehlanzeige. Begeisterung für Neues ? Fehlanzeige.
die chinesischen Batteriehersteller und Autobauer werden den Europäern ordentlich einheizen und ich frage mich, wo die Innovation sind, die wir dem entgegen setzen wollen :-(

Es wird wie immer, eine Frage der Kosten und der Akzeptanz sein.

  1. Die Kosten für eine Wechselstation werden mind. doppelt so hoch sein, wie für eine moderne Ladesäule. D.h. die kWh wird dort umgerechnet mind. 0,90€ kosten!
  2. Z.Zt. laden ca. 80% vorwiegend zu Hause, ich auch – die fallen als Kunden sicherlich schon mal raus.
  3. Dann gibt es noch viele, die weniger als 15 Tkm/a fahren, also maximal 1x pro Woche laden. Die werden dies sicher während des Einkaufs (Lidl, Ikea usw.) erledigen, und wollen nicht noch 20 km zur nächsten Wechselstation fahren.

Ich bin trotzdem dafür, die Versuche weiter zu beobachten, denn Evolution bedeutet Versuch und Irrtum!

„Laut Nio kann eine Wechselstation bis zu 70 Autos pro Tag mit neuen Akkus bestücken.“
Ja – wenn die Autos schön zeitversetzt ankommen. Das wird aber nicht so sein.

„Ein solcher Tausch dauert rund fünf Minuten.“
Ist ein Vorteil, wenn

  • die Tauschstation nicht weiter weg steht als der nächste Schnelllader. Muss ich einen (größeren) Umweg in Kauf nehmen, ist der Vorteil passé.
  • ich in der Lade / Wechselzeit nichts besseres zu tun habe als zu warten. Gehe ich in der Zeit einen Kaffee trinken, ist der Vorteil passé.

„Ein Vorteil ist, dass die Wechselakkus schonend, weil langsam geladen werden können.“
Zweifelhaft. Das Problem: man weiß nicht, wann man die braucht. Wenn von einem Batterietyp 3 Stück auf Lager liegen und 5 Leute eine brauchen, werden die ebenso mit max. Leistung geladen werden müssen wie am Schnelllader auch. Nur erwarten die Leute an einer Wechselstation vermutlich eine VOLLE Batterie – Ladestand also 100%.
Also werden die Batterien tendenziell auch sonst eher voll geladen werden, da die letzten 20% am längsten dauern. Wird so eine Batterie dann nicht benötigt, liegt sie für Stunden oder auch mal einen Tag so rum.
Nichts daran ist schonend.

„… weil die chinesische Regierung diese Idee unterstützt und ein Pilotprojekt ins Leben gerufen hat, das mehr als 1.000 Batteriewechselstation vorsieht“
Das ist ein riesiges Land, fast 27x so groß wie Deutschland. Selbst wenn man jetzt sagt, Deutschland ist dichter besiedelt, und man geht von einer deutlich dichteren Aufstellung aus, reden wir vielleicht von 100 Stationen. Bis man da eine Wechselstation findet, hat man auch geladen.
Ich bezweifle auch, dass man in Deutschland die Idee eines chinesischen Herstellers derart subventionieren wird wie das in China geschehen ist. Selbst die 5000 Stationen, die Geely plant, sind übersetzt auf Deutschland gerade mal 180 – 200. Das ist durchweg lächerlich.

„Das Eingreifen des chinesischen Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie (MIIT) war notwendig, da einige Autobauer im Reich der Mitte die Vorzüge des Akkutausches entdeckt haben und die Gefahr besteht, dass jeder sein eigenes Technologie-Süppchen kocht, was kontraproduktiv wäre.“
Natürlich: die komplette Fahrzeugarchitektur muss um das Konzept aufgebaut werden. Das schränkt die Gestaltungsfreiheit der Hersteller bei

  • Zellchemie
  • Zellformat
  • Batterieformat
  • BMS, und
  • Klimatisierung

komplett ein und verhindert natürlich auch, dass die Batterie gewichts- und platzsparend in die Struktur integriert wird. Man kann weder flachere Zellen verbauen oder Fußgaragen. Wenn man unterschiedliche Kapazitäten anbieten will, kann man das Fahrzeug nicht darauf abstimmen (Leergewicht, Zuladung, zul. Gesamtgewicht, Feder/Dämpferrate).
Das kann man in China vielleicht erzwingen, aber darüber hinaus…?

Also: wird wohl kommen, bleibt aber etwas für Exoten – oder Nutzfahrzeuge.
Für die meisten Privatpersonen bringt das keinen Mehrwert, die kommen mit Wallbox, Aldi & Co, Arbeitgeber + irgendwann mal Laternenladern klar.
Natürlich gibt es auch die, denen die aktuellen Ladenkonzepte nicht weiterhelfen.
Aber ob das genau die sind, die monatlich Geld für eine Batterie ausgeben wollen, noch bevor sie 1 Meter gefahren sind?

Zoe Fahrer kennen das!

Und „meinen“ Akku an einer Wechselstation abzugeben, um einen zu bekommen, von dessen Zustand ich nichts weiß, außer dass der Ladestand gerade „100%“ ist?
Was passiert, wenn der unerkannt beschädigt wurde und unterwegs einen Defekt erleidet? Wer zahlt das? Wer zahlt, wenn wirklich etwas passiert?

Tl,dr
Könnt ihr machen, aber ohne mich

Last edited 1 Tag zuvor by MMM

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