Für die BMW Group steht fest, dass leistungsstarke, innovative und nachhaltig produzierte Batteriezellen der zentrale Erfolgsfaktor für die individuelle Elektromobilität der Zukunft sind. Mit den Modellen der Neuen Klasse startet BMW ab 2025 in eine neue Ära der E-Mobilität und setzt erstmals neu entwickelte, runde Batteriezellen ein, die optimal auf die neue Architektur abgestimmt seien, so der Hersteller in einer aktuellen Mitteilung. Damit bestätigen sich Gerüchte, die schon seit einigen Monaten kursierten.
„Mit der neu entwickelten sechsten Generation unserer Lithium-Ionen-Zellen steht ein enormer Technologie-Sprung bevor: Die Energiedichte wird um mehr als 20 Prozent erhöht, die Ladegeschwindigkeit um bis zu 30 Prozent gesteigert und die Reichweite um bis zu 30 Prozent verbessert“, sagt Frank Weber, Mitglied des Vorstands der BMW AG für Entwicklung. „Zudem verringern wir die CO2-Emissionen in der Zellproduktion um bis zu 60 Prozent. Das sind große Schritte im Hinblick auf die Nachhaltigkeit und den Kundennutzen.“
„Um unseren Bedarf langfristig abzudecken, werden wir mit unseren Partnern Batteriezellfabriken mit einer jährlichen Kapazität von jeweils bis zu 20 GWh an sechs Standorten in den für uns wichtigen Märkten aufbauen: zwei in China, zwei in Europa und zwei in USMCA (USA-Mexiko-Kanada)“, ergänzt Joachim Post, Vorstand der BMW AG für Einkauf und Lieferantennetzwerk. „Zudem haben wir für die CO2-reduzierte Herstellung mit unseren Partnern vereinbart, dass sie bei den Rohstoffen Lithium, Kobalt und Nickel anteilig Sekundärmaterial einsetzen und in der Produktion Grünstrom verwenden.“
Für die Produktion der neuen Batteriezellen hat die BMW Group Aufträge in Höhe eines zweistelligen Milliarden-Eurobetrags vergeben, wie der Hersteller mitteilt. Dank des umfassenden Inhouse-Know-hows aus dem eigenen Kompetenzzentrum Batteriezelle sei es dem Team aus Entwicklung, Produktion und Einkauf gelungen, die Kosten für den Hochvoltspeicher durch die neue Batteriezelle und das neue Integrationskonzept der von BMW entwickelten Speichertechnologie deutlich zu verringern. Nach heutigen Marktprämissen können die Kosten im Vergleich zur aktuellen, fünften Generation um bis zu 50 Prozent gesenkt werden. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, die Herstellungskosten von vollelektrischen Modellen auf das Niveau von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor-Technologie zu bringen.
Technologiesprung: neues Zellformat und weiterentwickelte Zellchemie
Die Batteriezelle ist für die Eigenschaften von Elektroautos maßgeblich verantwortlich: Reichweite, Fahrleistung und Ladezeit. Für die in der Neuen Klasse eingesetzte BMW eDrive Technologie der dann sechsten Generation hat das Unternehmen Zellformat und Zellchemie grundlegend weiterentwickelt. Mit der neuen, eigens auf die E-Architektur der Modelle der Neuen Klasse ausgerichteten BMW Rundzelle soll es möglich sein, im reichweitenstärksten Modell die Reichweite deutlich um bis zu 30 Prozent nach WLTP zu erhöhen.
Die neuen Rundzellen haben einen einheitlichen Durchmesser von 46 Millimetern und – wie die eingangs erwähnten Gerüchte bereits andeuteten – zwei verschiedene Höhen. Bezogen auf die prismatischen Zellen der fünften Batteriezellgeneration des Herstellers werde in den Rundzellen der sechsten Generation kathodenseitig der Nickelgehalt erhöht sowie gleichzeitig der Kobaltanteil reduziert. Anodenseitig werde der Siliziumanteil erhöht. Im Ergebnis steige die volumetrische Energiedichte in der Zelle um mehr als 20 Prozent.
Das Speichersystem übernimmt eine tragende Rolle in der Karosseriestruktur der Neuen Klasse. Je nach Modell kann es flexibel und platzsparend im Bauraum integriert werden („Pack-to-open-body“). Die Ebene des Zellmoduls entfalle bei dieser Lösung.
Energiespeicher, Antrieb und Ladetechnologie der Neuen Klasse werden außerdem über eine auf 800 Volt erhöhte Spannung verfügen. Unter anderem wird so das Einspeisen von Energie an Gleichstrom-Schnellladestationen optimiert. Dort lässt sich bei einer Stromstärke von bis zu 500 Ampere eine deutlich gesteigerte Ladeleistung erzielen, so dass sich der erforderliche Zeitaufwand für das Aufladen von zehn auf 80 Prozent um bis zu 30 Prozent reduziert.
Batteriezellfabriken in China, Europa und Nordamerika
Um den Bedarf an Batteriezellen für die Neue Klasse abzudecken, hat die BMW Group einen zweistelligen Milliarden-Eurobetrag an bereits zwei Partner für den Bau von Batteriezellfabriken vergeben: CATL und EVE Energy. Beide Partner werden in China und Europa jeweils zwei Gigafactories errichten. Jede der Batteriezellfabriken soll über eine jährliche Gesamtkapazität von bis zu 20 GWh verfügen. Zwei weitere Batteriezellfabriken, für die die Nominierung der Partner noch aussteht, sollen in der Region der nordamerikanischen Freihandelszone USMCA entstehen.
Die drei Regionen sollen durch neue Lieferketten, neue Netzwerke für Sublieferanten und neue Arbeitsplätze auch wirtschaftlich profitieren.
CO2-reduzierte Herstellung durch Einsatz von Grünstrom und Sekundärmaterial
Die BMW Group legt laut eigener Aussage einen besonderen Fokus darauf, dass bereits in der Lieferkette der CO2-Footprint und der Verbrauch an Ressourcen für die Herstellung so niedrig wie möglich gehalten wird. Für die Produktion der Batteriezellen wollen die Zellhersteller Kobalt, Lithium und Nickel einsetzen, das anteilig aus Sekundärmaterial besteht, also aus nicht neu abgebauten, sondern sich bereits im Kreislauf befindlichen Rohstoffen. Zusammen mit der Verpflichtung, für die Produktion der Batteriezellen ausschließlich Grünstrom aus erneuerbaren Energien zu verwenden, will die BMW Group den CO2-Footprint in der Batteriezellproduktion um bis zu 60 Prozent gegenüber der aktuellen Generation von Batteriezellen reduzieren.
Die Wiederverwendung von Rohstoffen wird in Zukunft einer der Erfolgsfaktoren der E-Mobilität werden. Zirkuläre Kreisläufe senken den Bedarf an neuen Rohstoffen, verringern das Risiko der Verletzung von Umwelt- und Sozialstandards in der Lieferkette und führen in der Regel zu einem deutlich geringeren CO2-Ausstoß. Langfristiges Ziel der BMW Group sei es daher, eine vollständig kreislauffähige Batteriezelle einzusetzen. In China baut das Unternehmen aktuell einen geschlossenen Kreislauf zur Wiederverwendung der Rohstoffe Nickel, Lithium und Kobalt aus Hochvoltbatterien auf und legt damit den Grundstein für einen zukunftsweisenden Materialkreislauf.
Die für die neue BMW Batteriezellgeneration verwendeten Rohstoffe Kobalt und Lithium sollen aus zertifizierten Minen stammen, so der Hersteller weiter. So will das Unternehmen vollständige Transparenz über die Abbaumethoden erhalten und einen verantwortungsvollen Abbau sicherstellen können. Die Beschaffung der beiden Rohstoffe aus zertifizierten Minen erfolge dabei entweder über die BMW Group direkt oder über den Zellhersteller.
Die BMW Group engagiert sich bereits seit mehreren Jahren in Initiativen, die Standards für eine verantwortungsvolle Rohstoffgewinnung erarbeiten und über die Zertifizierung von Minen die Einhaltung von Umwelt- und Sozialstandards beim Rohstoffabbau fördern sollen. Damit will sich das Unternehmen auch technologisch, geografisch und geopolitisch unabhängiger machen von einzelnen Vorkommen und Lieferanten.
Entwicklung künftiger BMW Batteriezellen in Inhouse-Kompetenzzentren
Die BMW Group arbeitet schon seit einiger Zeit permanent an der Weiterentwicklung von Energiespeichersystemen. So bietet die Speichertechnologie der sechsten Generation auch die Option, erstmalig Kathoden aus Lithium-Eisenphosphat (LFP) einzusetzen. Dadurch könne auf die kritischen Rohstoffe Kobalt und Nickel im Kathodenmaterial gänzlich verzichtet werden. Parallel dazu treibt die BMW Group auch die Entwicklung von Feststoffbatterien (All-Solid-State-Battery, ASSB) konsequent voran. Das Unternehmen strebt an, bis zum Ende des aktuellen Jahrzehnts serienreife Hochvoltbatterien dieses Typs präsentieren zu können. Schon deutlich vor 2025 will die BMW Group ein Demonstrator-Fahrzeug mit dieser Technologie an Bord vorstellen.
Bereits seit 2008 arbeitet die BMW Group am konsequenten Aufbau ihrer Kompetenz auf dem Gebiet der Batteriezellen-Technologie. Seit 2019 wird dieses Knowhow im Kompetenzzentrum Batteriezelle (Battery Cell Competence Center, BCCC) der BMW Group in München gebündelt. Das BCCC deckt die gesamte Wertschöpfungskette von der Forschung und Entwicklung über das Design der Batteriezellen bis zur Produzierbarkeit ab.
Um Innovationen auf dem Gebiet der Batteriezellen-Technologie schnell und effizient in die Praxis umsetzen zu können, nutzt die BMW Group ein Netzwerk aus rund 300 Partnern, in dem unter anderem mit etablierten Unternehmen, Start-Ups und Hochschulen kooperiert wird.
Abgesichert werden die auf diese Weise gewonnenen Erkenntnisse künftig im neuen Kompetenzzentrum für Batteriezellfertigung (Cell Manufacturing Competence Center, CMCC) in Parsdorf bei München. Dort soll Ende 2022 die Inbetriebnahme der seriennahen Produktion von Mustern der künftigen BMW Batteriezellgeneration beginnen, die dann ab 2025 in der Neuen Klasse zum Einsatz kommen soll.
Die Pilotlinie im Kompetenzzentrum ermögliche es, den Produktionsprozess der Zelle unter seriennahen Bedingungen zu analysieren und zu verstehen, so BMW. Das trage dazu bei, zukünftige Lieferanten bei der Zellproduktion entsprechend eigener Expertise und Vorgaben zu befähigen. Damit könne die Produktion von Batteriezellen hinsichtlich Qualität, Leistung und Kosten weiter optimiert werden.
Neue Klasse soll signifikanten Beitrag zum Absatzvolumen leisten
Mit dem schnell wachsenden Produktangebot und der hohen Nachfrage will die BMW Group bereits Ende 2025 mehr als zwei Millionen vollelektrische Fahrzeuge auf die Straße gebracht haben. Ab Mitte des Jahrzehnts dann soll die rein elektrische Neue Klasse einen signifikanten Beitrag zum Absatzvolumen der BMW Group leisten. Die Neue Klasse besitzt dabei das Potenzial, die Marktdurchdringung der E-Mobilität zusätzlich zu beschleunigen, so BMW: So könnte der Anteil von 50 Prozent vollelektrisch angetriebener Fahrzeuge am weltweiten Absatz des Herstellers bereits vor 2030 erreicht werden.
Die Marke MINI soll ab Anfang der 2030er Jahre bereits über ein ausschließlich vollelektrisches Angebot verfügen. Rolls-Royce soll ab 2030 ebenfalls zur rein elektrischen Marke geworden sein. Außerdem sollen alle zukünftigen neuen Modelle von BMW Motorrad im Bereich der urbanen Mobilität vollelektrisch sein.
Quelle: BMW – Pressemitteilung vom 09.09.2022
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