Das Konzept Battery Swapping
Da die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen weltweit weiter steigen, rücken auch die Themen um Ladezeiten und Lebensdauer von Batterien für potenzielle Fahrer von Elektrofahrzeugen immer stärker in den Fokus der Aufmerksamkeit. Was im Jahr 2008 mit dem israelischen Startup-Unternehmen Better Place begann, hat sich mittlerweile zu einem beliebten Konzept auf den Elektrofahrzeugmärkten der Welt entwickelt. In China sind beide Aspekte (Ladezeit und Lebensdauer) ein weniger stark diskutiertes Thema, da der Austausch von Batterien – das sogenannte Battery Swapping – immer beliebter wird. Das US-Startup-Unternehmen Ample versucht in San Francisco, diesem Beispiel zu folgen. Aber werden westliche Verbraucher und Autohersteller mitspielen? Und welche Rolle spielt Tesla dabei?
Die Grundidee des Batterietausches bzw. Battery Swaps ist einfach: Sie bringen Ihr Fahrzeug zu einer Tauschstation, geben Ihre entladene Batterie ab, erhalten eine voll aufgeladene Ersatzbatterie und fahren los. Und das alles innerhalb von 2 oder 3 Minuten – das ist sogar schneller als das Tanken von fossilem Treibstoff!
Scooter
Das weltweit größte Batterietauschnetz kommt von dem taiwanesischen Scooterhersteller Gogoro, der jetzt eine Partnerschaft mit den beiden größten chinesischen Motorradherstellern DCJ und Yadea eingegangen ist. Sie haben sich darauf geeinigt, Fahrräder und Roller mit austauschbaren Batteriesystem und Antrieb von Gogoro zu produzieren: Sie parken einfach neben einer Batteriewand, nehmen Ihre leere Batterie heraus, loggen sich in das System ein, schieben Ihre alte Batterie hinein und nehmen eine neue heraus. Das Wichtigste dabei ist, dass Gogoro dadurch den Kaufpreis seiner Scooter senken und das Eigentum an den Batterien behalten kann.
Die Automobilindustrie in China
Einer von Chinas führenden EV-Herstellern NIO bietet bereits einen weit verbreiteten Batterietausch-Service an. In China machen Elektrofahrzeuge übrigens bereits EVs 10% aller Fahrzeuge aus. Unterstützt von der chinesischen Regierung, um die Standards für den Batterietausch zu verbessern, ist das Unternehmen eine Partnerschaft mit einem der weltweit größten Batteriehersteller CATL eingegangen, der den Batterietausch als Service für die NIO-EV-Reihe anbietet. Das Konzept ist attraktiv für Kunden, die sich für das Tauschprogramm anmelden und dabei 12.000 Dollar auf den Kaufpreis des Fahrzeugs sparen und ein monatliches Abonnement für ein Batterieservicepaket im Wert von 150 Dollar abschließen, welches eine unbegrenzte Anzahl kostenloser Tauschvorgänge sowie alle Batterie-Upgrades beinhaltet. Immer wenn die Batterieanzeige zur Neige geht, sucht der Fahrer per App die nächstgelegene Batterietauschstation auf, in der Roboter die Batterien austauschen. Kürzlich (März 2021) wurden bereits über 2 Mio. Austauschvorgänge durch NIO durchgeführt! Ein einzelner Tauschvorgang dauert etwa 3 Minuten.
Anfang 2021 verfügte NIO über Swap-Stationen in 64 chinesischen Städten und plant in Zukunft den Bau von weiteren 300 im Jahr 2022 und weitere 600 von 2022 bis 2025. Bis Ende 2025 sollen es über 4000 Swap-Stationen sein. Der Hauptkonkurrent Geely Technology Group verfügt über mehr als tausend Tauschstationen mit einer Tauschzeit von etwa 90 Sekunden, bei der auch der Ladezustand der alten Batterie überprüft wird, und plant 5000 bis Ende 2025. Der Fahrer zahlt die Differenz zwischen seiner und der neuen Batterie, im Durchschnitt etwa 10 Dollar pro Tausch.
(Quelle: Geely Swap-Station – CNT Tech Post)
Ein weiteres Beispiel aus China ist ein Unternehmen namens Aulton, welches 2016 gegründet wurde und über dreihundert Swap-Stationen betreibt. Aulton hat ein etwas anderes Geschäftsmodell und teilt die entstehenden Kosten mit Partnerunternehmen wie SAIC Motor Corp. und Changan Automobile Co. (chinesische Automobilhersteller).
Einer der Hauptvorteile des Batterie-Swaps besteht darin, dass die entladenen Batterien an der Tauschstation langsam wieder voll aufgeladen werden können, um den Batterieverschleiß zu minimieren und ihre Lebensdauer zu verlängern. Ein kleiner Exkurs für Anfänger: Jedes schnelle Aufladen verkürzt die Lebensdauer der Batterie!
Das Problem liegt in der Konstruktion der Batterie. Batterien sind chemische Teile, bei denen sich Atome von einer Elektrode auf einer anderen ablagern. Bei Autobatterien ist dies Blei, während die meisten kleineren Geräte heute Li-Batterien verwenden, bei denen Li-atome diese Aufgabe übernehmen. Beim Laden einer Li-Batterie werden Lithium-Atome (Ionen) von einer Platte zur anderen bewegt. Das Entladen funktioniert in umgekehrter Richtung. Beim Schnellladen werden mehr Atome (Ionen) in der gleichen Zeit bewegt, was zu Problemen führt.
Inwiefern der Akku eine schnelle Ladung/Entladung übersteht, hängt von seinem Typ und seiner Größe ab. Handy-Akkus sind klein, haben eine sehr feine Struktur und sind daher viel empfindlicher als EV-Akkus. Sie überstehen zwar gut definierte Schnellladungen, haben allerdings auch eine längere Lebensdauer, wenn sie langsam geladen werden.
Fortsetzung folgt …
Authors:
Anna Kilischekow
Arne Siegner
