Die Bestandteile des MEB-Batteriesystems

Der ID.3 ist das erste Modell einer Baureihe von Fahrzeugen auf Basis des modularen E-Antriebs-Baukastens (MEB) von Volkswagen. Weitere Elektro-Autos aus der ID.-Familie werden in den nächsten Jahren folgen, unter anderem ein großer Kombi: ID. Space Vizzion - VW zeigt E-Nachfolger des Passat Variant mit Apfelsaft-Resten.

Das Herzstück des ID.3. ist wie bei jedem Elektro-Auto, sei es ein Audi e-tron oder Tesla Model 3 oder ein BMW i3 , ein Renault Zoe oder ein Nissan Leaf, die Batterie. Im ID.3 wird ein Hochvolt-Batteriesystem verbaut, das äußerlich einer Tafel Schokolade ähnelt, wie es VW recht anschaulich beschreibt. Im Inneren des Systems werden bis zu zwölf Batteriemodule verbaut und miteinander verschaltet.

Der Aufbau einer Batterie: Zelle – Modul – System

Zelle: Für das Hochvolt-Batteriesystem werden Lithium-Ionen-Zellen genutzt, wie sie auch in Mobiltelefonen oder Notebooks eingebaut sind. Eine einzelne Batteriezelle ist die kleinste Einheit im Batteriesystem. Sie kann Energie speichern und wieder abgeben.

Modul: 24 dieser Zellen werden derzeit in einem Batteriemodul gekoppelt. Die Anzahl der Module, die dann zu einem Batteriesystem zusammengesetzt werden, ist variabel. Dieser modulare Aufbau ermöglicht maximale Flexibilität: Je höher die vom Kunden gewünschte Reichweite, desto mehr Module werden im Batteriesystem verbaut. Die grundlegende Struktur aber bleibt stets gleich.

System: Für den ID.3 werden bis zu zwölf Module über Hochvoltverbinder zu einem Batteriesystem zusammengefügt. Bis zu 408 Volt Spannung liegen dabei im System an.

So eine Autobatterie ist ein leistungsfähiger Energiespeicher. Fängt die Batterie Feuer, so muss die Feuerwehr diesen Brand mit viel Wassereinsatz löschen und den ausgebrannten Akku noch mindestens 24 Stunden lang im Wasser kühlen.

Von der Zelle bis zum Antrieb: Die Zusammensetzung des Batteriesystems in der MEB-Plattform.

© Volkswagen

Eine Leistungselektronik steuert den Hochvolt-Energiefluss zwischen der Batterie und dem E-Motor und wandelt dabei den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) für den Traktionsmotor (beim ID.3 ist nur ein Elektro-Motor verbaut, Tesla beispielsweise verbaut gegen Aufpreis auch zwei Motoren in seine Fahrzeuge und der kommende Cybertruck soll sogar drei Elektromotoren besitzen) um. Gleichzeitig wird das 12-Volt-Gleichstrom-Bordnetz mit Hilfe eines DC/DC-Wandlers mit Niederspannung versorgt. Aufgeladen wird die Batterie im normalen Wechselstromnetz mit einer maximalen Ladeleistung von 11 kW und im Gleichstromnetz mit bis zu 125 kW.

Dank der Schnellladefähigkeit soll sich der ID.3 mit 100 kW Ladeleistung innerhalb von 30 Minuten um rund 290 Kilometer theoretische Reichweite (WLTP) nachladen lassen.

Tesla als Vorbild

Das E-Fahrzeug kann praktisch um die Batterie herum entwickelt werden, sodass für den Energiespeicher ausreichend Platz zur Verfügung steht. Durch diesen konstruktiven Ansatz ergeben sich zahlreiche Vorteile für die Positionierung der Antriebskomponenten und Zusatzaggregate. Die flache Bauweise und Anordnung der Batterie im Fahrzeugunterboden ermöglicht einen relativ großzügigen Fahrzeuginnenraum zwischen den Achsen - davon konnten wir uns bei einer Sitzprobe auf der IAA 2019 selbst überzeugen. Zudem sorgt der tiefe Schwerpunkt für eine Top-Straßenlage. Wie gut dieses Prinzip mit der Batterie im Fahrzeugboden funktioniert, beweist Elektro-Vorreiter Tesla seit vielen Jahren.

Das Aluminium-Batteriegehäuse mit integriertem Crashrahmen schützt die Batterie und sorgt für optimale Stabilität sowie für eine Gewichtsreduzierung. Die Aerodynamik im Fahrzeugunterboden optimiert den ebenfalls aus Aluminium konstruierte Auffahrschutz des Batteriesystems.

Im Werk der Volkswagen Group Components in Braunschweig, wo bereits seit 2013 Batteriesysteme für E-Fahrzeuge in Serie produziert werden, fand auch die Entwicklung des gesamten MEB-Batteriesystems inklusive der Hard- und Software statt. Die Serienfertigung der MEB-Batteriesysteme unter anderem für den neuen ID.3 ist dort Anfang November 2019 gestartet. Das Braunschweiger Werk der Volkswagen Group Components fertigt künftig bis zu 500.000 dieser Energiespeicher im Jahr.

Der Standort Braunschweig produziert Batteriesysteme in drei Varianten: eine große Batterie (77 kWh netto), eine mittlere (58 kWh netto) und eine kleinere Batterie (45 kWh netto).

Die VW-Batterien-Fertigung in Braunschweig ist nicht mit der geplanten VW-Batteriezellenfertigung in Salzgitter zu verwechseln. Diese ist sozusagen eine Ebene tiefer angesiedelt und in Deutschland etwas exotisches:  VW startet eigene Batteriezellen-Fabrik in Salzgitter.

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