Batterien: Wie cleveres Packaging bei BMW und BYD für mehr Reichweite sorgt

Geht es um Technologiefortschritte im Bereich der Batterietechnik für Elektroautos, liegt der Fokus derzeit häufig auf einer immer weiter verbesserten Zellchemie. Akkus aus Lithium-Eisenphosphat etwa sind in der Herstellung günstiger als Lithium-Ionen-Batterien und gelten als Marktöffner für das vollelektrische Einstiegssegment.

Solid-State-Batterien mit festen statt flüssigen Elektrolyten versprechen perspektivisch neue Reichweitenrekorde. Erste Testmodelle von Nio und IM Motors erreichten zuletzt Reichweiten von 1000 Kilometern und mehr ohne Aufladestopp. Die Produktionskosten der hier eingesetzten Semi-Solid-State-Batterien sind allerdings noch sehr hoch. Doch Hersteller können nicht nur über die Zellchemie Vorteile erzielen. Immer mehr gerät auch die richtige Anordnung der Batteriezellen und Module im Fahrzeug in den Fokus der Branche.

So verspricht sich BMW für seine Elektroautos der Neuen Klasse eine Kostenreduktion von 50 Prozent gegenüber der aktuellen Generation Elektroautos mit dem i4, dem iX oder den elektrischen Versionen des Fünfer und Siebener – allein durch den Wechsel der Zellgeometrie von prismatischen zu Rundzellen und ein neues Integrationskonzept der Akkus im Fahrzeug-Chassis.

Beim in der Neuen Klasse erstmals im Konzern eingesetzten „Pack-to-Open-Body“-Verfahren werden die Batteriezellen zwar wie bisher auch von unten in die Karosserie eingesetzt. Jedoch ist das Gehäuse des Hochvoltspeichers aus Stahl statt aus Aluminium und die Zellen werden darin direkt eingebaut, ohne vorher in Modulen gruppiert zu werden. Dies geschieht aktuell noch bei prismatischen Zellen in den Akkus der von BMW erhältlichen Elektroautos.

Das neue Verfahren ermöglicht dem Premiumhersteller erstmals auch, seine Batteriepacks als tragende Elemente unten in der Karosseriestruktur zu nutzen. „Uns steht ein enormer Technologiesprung bevor“, sagt BMW-Entwicklungsvorstand Frank Weber.

Batteriehersteller haben sich auf diesen Trend längst eingestellt. Bereits im vergangenen Jahr begann CATL mit der Serienfertigung seiner „Qilin“ genannten Komplettbatterie, die bereits die dritte Generation eines „Pack-to-Open-Body“-Ansatzes verfolgt. CATL beliefert auch BMW mit Batteriezellen. Die Münchner übernehmen die Produktion des Hochvoltspeichers aber dann im nächsten Schritt selbst und errichten dafür neben den großen Produktionswerken eigene Batteriemontagen. Die „Qilin“-Batterie von CATL wird derzeit in Serie unter anderem im Elektro-Van Zeekr 009 verwendet. Die Reichweite soll mit dem Akku bei über 800 Kilometern liegen.

Und auch BYD hat seit 2020 entsprechende Produkte in seinen Fahrzeugen im Einsatz. Die sogenannten „Blade“-Batterien bestehen aus quer zur Fahrtrichtung verbauten LFP-Pouch-Zellen, die aufrecht stehend ohne Modulebene in das Gehäuse verbaut werden und von oben aussehen wie Reihen von Klingen, was -namensgebend für die Batterie war. Mittlerweile nutzen Tesla, Toyota und Stellantis-Marken die Klingenbatterie, die natürlich darüber hinaus auch in eigenen Modellen von BYD steckt.

Schon jetzt arbeitet BYD am nächsten Schritt: dem teilweisen oder kompletten Verzicht auf Batteriegehäuse, Batterien als fester Teil der Karosserie. Mit dem Leapmotor C01 gibt es bereits ein erstes Serienmodell, das im „Cell-to-Chassis“-Verfahren entwickelt wurde. Weitere Modelle werden folgen.