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Trends der Batterieentwicklung

Die Zellen und Batteriesysteme entwickeln sich schrittweise. Das höchste Ziel ist die Kostenreduktion – denn längst lassen sich auch in kleinen Autos genug Zellen für große Reichweiten unterbringen. Besonders vielversprechende Forschungsergebnisse sollten jedoch misstrauisch machen

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Zu Traktionsbatterien für Elektroautos gibt es allzuhäufig vielversprechende Forschungsergebnisse, zu selten wird geliefert. Prognosen sind daher schwierig. Trotzdem ist es möglich, die Entwicklung auf kürzere Sicht zu beschreiben: Eine Revolution der Zellchemie bleibt vorerst aus. Eine permanente Evolution findet dagegen statt. Das höchste Ziel ist die Kostenreduktion.

Das Batteriesystem eines Elektroautos ist aus vielen einzelnen Zellen zusammengebaut. Hier lassen sich drei Typen unterscheiden: Tesla nutzt Rundzellen mit zylindrischer Form. Die meisten Hersteller wie Volkswagen im e-Golf setzen auf prismatische Zellen, die wie eine kleine Schachtel aussehen. Vereinzelt sind Pouch-Zellen zu finden, die dem Namen entsprechend einem Beutel gleichen. Jaguar etwa verwendet sie im I-Pace.

Mehr Kapazität = kürzere Ladezeit

Grundsätzlich hat jede Zelle eine eigene Kapazität (angegeben in der Einheit Kilowattstunden) und Leistung (angegeben in Kilowatt). Wenn die Zahl der Zellen in einem Batteriesystem steigt, wächst also einerseits die Reichweite proportional und – quasi als Nebenprodukt – die Leistung, die dem Elektromotor zur Verfügung steht. Das lässt sich sehr gut am Hyundai Kona EV ablesen, der demnächst ausgeliefert wird. Er ist in seiner Klasse die neue Messlatte und steht repräsentativ für die Tendenz in der Branche.

Die Basisversion des Kona EV hat eine Kapazität von 39 Kilowattstunden (kWh), was für eine Reichweite im WLTP-Laborzyklus von 312 Kilometern genügt. Die Motorleistung dieses Modells beträgt 100 kW. Daneben bietet Hyundai den Kona EV mit einer größeren Batterie (64 kWh) an. Damit steigt die Aktionsdistanz auf 482 km, der Elektromotor leistet dann 150 kW. Dieses Prinzip hat die Welt zuerst beim Tesla Model S gesehen, wo die heutige Einstiegsvariante 75D (für 75 kWh) in 4,4 Sekunden und die Topversion P100D in 2,7 Sekunden auf 100 km/h beschleunigt.

Eine Batterie, die mehr Leistung abgeben kann, ist zugleich in der Lage, mehr aufzunehmen. Mit einer größeren Kapazität geht also eine höhere Ladeleistung an der Stromsäule und folglich eine höhere Ladegeschwindigkeit einher. Es ergibt sich automatisch ein doppelter lebenspraktischer Nutzen: Der Autofahrer kommt weiter, und wenn er laden muss, dauert das kürzer. Zusätzlich kann mehr Bremsenergie zurückgewonnen werden.

Rekuperation kompensiert Gewicht

Fans des Antriebs reden gerne über die Energiedichte der Batterie. Also über die Frage, wie viele kWh Strom sich in welchem Bauraum (volumetrisch) oder bei welchem Gewicht (gravimetrisch) speichern lassen. Diese Aspekte sind wichtig – aber das Problem der Energiedichte ist untergeordnet. Um beim Hyundai Kona EV zu bleiben: Mit 482 Kilometern Normreichweite lassen sich viele Nutzungsprofile abdecken – und das in einem eher kleinen Auto, das ungefähr das Raumangebot eines VW Polos hat. Der Platz für die Batterie ist vorhanden, und ein großer Fortschritt bei der volumetrischen Energiedichte wäre willkommen, jedoch nicht unbedingt notwendig.