BMW i5 / i7, ix und i4 – die aktuellen Elektrofahrzeuge sind mit Batteriezellen der fünften Generation unterwegs. Wenn ab 2025 die Fahrzeuge der sogenannten neuen Klasse zum Kunden rollen, bekommen diese nicht nur eine Plattform für reine Elektromodelle, sondern auch Akkuzellen der sechsten Generation. Diese neuen Zellen bringen nicht nur einen Umstieg von prismatischen auf runde Zellen mit sich, sondern auch 30 Prozent mehr Reichweite und 30 Prozent schnelleres Laden bei 60 Prozent weniger CO2-Ausstoß.
„Zu Beginn des Prozesses haben wir wirklich mit einem weißen Blatt Papier angefangen und waren offen für alle Zellformate und -größen“, erläutert Kurt Vandeputte bei BMW Leiter Technologie Batteriezelle, „aber angesichts der ehrgeizigen Ziele in puncto Leistung und Sicherheit kamen wir schon bald zu dem Schluss, dass die Rundzelle das beste Format für unsere nächste Generation ist. Sie passt auch am besten zu unserem Integrationsansatz für die neue Klasse.“
Derzeit baut BMW mit seinem Technikpartner Solid Power im Batteriezentrum in Parsdorf nahe München eine erste Prozessentwicklungslinie auf. „Auf dieser Linie werden wir – parallel zu unserem Partner in den USA – an den nächsten Schritten arbeiten, um diese fortschrittliche Batterietechnologie ins Fahrzeug zu bringen“, legt Kurt Vandeputte nach, „im zweiten Quartal 2024 wird die Linie in Betrieb gehen.“
Während die neue, sechste Generation der Batteriezellen in Fahrzeugen wie dem kommenden BMW 3er oder dem iX3 als Modelle der neuen Klasse Einzug hält, müssen sich die Kunden noch gedulden, ehe die Fahrzeuge mit Solid-State-Batterien unterwegs sind.
„Das wird noch etwas dauern“, sagt Peter Lamp, seit vielen Jahren für den Batteriebereich im Hause BMW verantwortlich, „realistisch gesehen werden wir aber noch einige Jahre benötigen, bis die Technologie ausgereift und für die Industrialisierung bereit ist – dies dürfte erst gegen Ende des Jahrzehnts der Fall sein.“
Was mit einer Solid State Batterie möglich ist, zeigte jüngst der Prototyp eines BMW iX, der mit einem speziell entwickelten Akkupaket von Kooperationspartner One (Our Next Energy) aus Michigan unterwegs war. Mit einer Akkuladung schaffte der elektrische Luxus-SUV durch den verbauten Gemini-Akku im Unterboden mehr als 978 Kilometer.
Diese Gemini-Batterie beinhaltet dabei zwei unterschiedliche Technologien in einem Paket. Der erste Teil des Akkus besteht aus einer Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen (LFP), die für die ersten 240 Kilometer sorgt und damit die täglichen Fahrten abdecken soll. Für längere Strecken gibt es den zweiten Teil im Akkupaket, der anodefreie Zellen mit besonders hoher Energiedichte nutzt und im Fall des iX-Prototypen weitere 700 Kilometer an Langstreckenpotenzial beisteuert.
„Die über 600 Meilen (960 km), die der BMW iX mit Gemini erreicht hat, sind eine beeindruckende Demonstration“, so Jürgen Hildinger, Leiter des Bereichs Hochvoltspeicher bei BMW Group.
Ein solch zweiteiliger Akku wie von Our Next Energy befindet sich aktuell noch in der Prototypenphase, weil die Lebensdauer aktuell noch deutlich kürzer als die der LFP-Zellen ist. Zudem können die Zellen nicht derart viel Leistung an den Elektromotor angeben und diese – zum Beispiel beim regenerativen Bremsen – auch nicht derart schnell wieder aufnehmen. Die Gemini-Technologie des One-Start-Ups bietet nicht nur eine größere Reichweite, sondern reduziert auch den Lithiumverbrauch um bis zu 20 Prozent, den Graphitverbrauch um 60 Prozent und minimiert die Verwendung von Nickel und Kobalt.
Die aktuelle Gemini-Batterie aus dem BMW iX hat mehr als 185 kWh Leistung und wiegt bei einem Volumen von 411 Litern stattliche 710 Kilogramm. Maximalleistung: 345 kW (469 PS). Dabei dürfte es durch die kommenden Entwicklungsschritte kaum bleiben.
TEXT Stefan Grundhoff