Zur Autoindustrie (D)

Tesla hat 2008 mit ihrem Tesla Roadster viele überrascht. Seine Leistungsdaten und die grosse Reichweite von 300-400 Km, auch unter normalen Fahrbedingungen, hatten eine Messlatte definiert, die mittlerweile erst durch die ebenfalls von Tesla gebauten Modelle S und 3 überboten wurden. Das erste, rein elektrisch angetriebene Serienfahrzeug, das sich diesen Leistungen annähern könnte, dürfte der im Juli 2018 vorgestellte Jaguar I-Pace werden.  2500 Roadster, in 31 Ländern zugelassen, haben mehr als 50 Millionen Kilometer unter verschiedensten klimatischen Bedingungen zurückgelegt. Diese Roadster erprobten und erproben die eingesetzte Technik und leisteten einen wesentlichen Beitrag an die Entwicklung der neueren Modelle von Tesla. Für die Roadster ist seit 2016 auch eine leistungsfähigere Ersatzbatterie im Angebot, die die Reichweite des Roadsters von ursprünglich fahrbaren 370 Km auf über 500 Km vergrössert. Erste Benutzer melden sogenannte “Ideal Range”- Reichweiten im “Range Mode” des Roadsters von 540Km. 

Die guten Verkäufe des Model S überraschten selbst Tesla und die Produktionspläne mussten immer wieder angepasst werden. Eine ausführliche Betrachtung dieses Erfolges, mit zahlreichen Referenzen und Bemerkungen zu den Schwierigkeiten potentieller Konkurrenten, hat Dean E. Dauger verfasst (engl.).

Reichweiten von Elektrofahrzeugen werden oft ohne Angabe des Testzyklus genannt und müssen daher mit Vorsicht genossen werden. Als Beispiel dafür sei hier die Reichweite des Tesla Model S P100D genannt: Es erreicht im europäischen Zyklus NEFZ (engl. NEDC) 613 Km und im realistischeren amerikanischen EPA Zyklus 504Km (315m). Deutsche Hersteller nennen oft Reichweiten gemäss dem europäischen Zyklus, was zu allzu optimistischen Angaben verführt. Bestrebungen diese Sachlage zu bereinigen sind im Gange (Neuer WLTP-Zyklus). Weitere Beispiele dazu finden sich hier. Näherungsweise erreichen Elektroautos im EPA-Zyklus unter 70% des NEFZ Wertes.

Es ist keineswegs einfach ein effizientes Elektroauto mit grosser Reichweite zu konstruieren. Projekte an Hochschulen und Umbauten im Hinterhof projizieren hier zu oft ein ein “jeder kann das ja” - Bild, das falscher nicht sein könnte. Die Anforderungen an Motoren, Getriebe, wie Elektronik und Software sind hoch. Welchen Aufwand das allein schon für die Motorenentwicklung nach sich ziehen kann, illustriert hier das Interview mit einem Tesla Motorenspezialisten (engl.). Tesla plant ein eigenes Motorenentwicklungszentrum in Griechenland aufzubauen. Die geschaltete Reluktanzmaschine des Model 3 erklärt Horst Lüning unten vorbildlich(D):

Die Autoindustrie hat mittlerweile erkannt, dass ein nicht so leicht zu bewältigender Paradigmenwechsel bevorstehen dürfte, wie Lars Thomsen in seinem Vortrag vom September 2013 erläuterte. Das Elektroauto verlangt aber nach Wissen und Können das auch ausserhalb der Autoindustrie nicht weit verbreitet ist. Das Fachwissen aus der Starkstrom-Elektrotechnik, der Softwareentwicklung und der Elektrochemie (Batterien) ist in der Autoindustrie nicht heimisch und entsprechende Fachleute sind schwer zu finden. Ob sich ein lokaler Nachholbedarf dann später mit Geld aus der Welt schaffen lässt, ist fraglich. Es ist auch nicht so einfach innerhalb eines Konzernes Wissen und Können geografisch zu verlagern. Hat sich das Fachwissen in seiner ganzen Tiefe einmal in Shenzhen etabliert, kommt es nicht von heute auf morgen nach Valencia. 

Es ist unklar, welche der traditionellen Autobauer in den neuen Schlüsseltechnologien der elektrischen Traktion, einschliesslich der Batterien, sich eine gute Position werden erarbeiten können. Es ist kostspielig und riskant in einer neuen, sich rasch entwickelnden, Technologie vertikale Integration zu suchen. Führend sind nebst Tesla zur Zeit eher in der Elektronik und Elektrochemie beheimatete, zum Teil sehr grosse, Unternehmen wie Panasonic und LG-Chem (Korea), oder BYD in China. So stammt z.B. der gesamte Antriebsstrang des neuen GM Elektrofahrzeuges “Bolt” von LG (Korea). Bosch und Samsung haben ihre Zusammenarbeit weltweit neu organisiert. Bosch ist federführend im Projekt Alpha-Laion zur Entwicklung von Hochenergietraktionszellen (Partner: BASF, Wacker, SGL, Daimler, BMW). Ob solche, oft subventionierte  Projekte mit mehreren Partnern, mehr als nur Subventionsabsorptionsvehikel sein werden, ist unsicher. Zusammenarbeit zwischen mehreren, wenn auch sehr kompetenten, Partnern, ist meist eine schwerfällige Angelegenheit. Zur Zeit scheint sich weiterhin eher eine Konzentration der Expertise in Fernost  und dann in anderer Weise in den USA (im Silicon Valley) abzuzeichnen. Führend sind in Korea Samsung, LG und Hyundai und in Japan Panasonic. Im Silicon Valley sind Apple und Google mit Entwicklungsprojekten dazugestossen. Die Wertschöpfungskette für die traditionellen Autobauer dürfte sich mit der Verbreitung elektrischer Fahrzeuge vorerst einmal verkürzen und für sie die Marktmacht zu Zulieferern verschieben.

A6xV5v7CIAAUlY9.png-large

Charakteristisch ist gegenwärtig, dass  vor allem Fahrzeuge mit beschränkten Reichweiten (<200 Km), mit Batterien um die 20 kWh, angeboten werden; dies wohl nicht zuletzt auf Grund der heutigen Batteriekosten. Selbstverständlich schränken kurze Reichweiten den Markt entsprechend ein. Der Markterfolg der Tesla Limousinen mit grossen  Reichweiten hat die Industrie mittlerweile bewogen auch leistungsfähigere Modelle anzukündigen, oder gelegentlich sogar als Studie vorzustellen. Eine gute Uebersicht zu den Anstrengungen in Deutschland fand sich in der Zeischrift Automobile vom Dezember 2014 (engl.) und in “Clean Tecnica” eine Bestandesaufnahme für 2018 (E). Fahrzeugstudien,  Prototypen und “Vorstellungen” (ohne Fahrzeuge bei Kunden) kommentiere ich aber hier nicht weiter, da die Spezifikationen, soweit bekannt gegeben, noch der Praxistest bevorsteht.

Die grossen Auto-Hersteller (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

Jaguar hat anfangs Juli 2018 als erster nach Tesla ein grösseres Elektroauto mit brauchbarer Reichweite der Presse und potentiellen Kunden in Europa vorgestellt, den Jaguar I-Pace. Der Wagen ist umfangreich ausgestattet und als SUV recht geländegängig. Ein Wagen ist z.B. seit Juni 2018 bei der Vertretung in Zürich ausgestellt und Probefahrten für Käufer können vereinbart werden. Punktuell haben Auslieferungen an Kunden begonnen.

Bild: Jaguar.com

636530949893914697FB

Erste Beschreibungen der Fahreigenschaften finden sich z.B. hier (D): 

Oder auch hier (E). Es fällt auf wie gut die unter ganz unterschiedlichen Bedingungen erhobenen Erfahrungen übereinstimmen. Auch meine Probefahrt bestätigte die wesentlichen Eindrücke der professionellen Tester.

Nissan und Mitsubishi produzierten die ersten rein elektrisch getriebenen Grossserienfahrzeuge, die auch von Grund auf als Elektrofahrzeuge konzipiert wurden: den Nissan Leaf und den Mitsubishi iMiev. Die Verkäufe begannen in einzelnen Märkten 2011. Weitere, Deutschland z.B. folgten 2012. Der Nissan Leaf dürfte weltweit das bisher meistverkaufte Elektroauto geworden sein.

Hyundai und Kia, die Marken des Hyundai Motor Group, stellten das Kia Soul EV vor, dessen Markteinführung im Oktober 2014 begann. Es hat eine offenbar leistungsfähige Batterie von SK Innovation erhalten und soll damit 200 Km Reichweite erreichen. Unter dem Markennamen Hyundai ist auch ein Brennstoffzellenfahrzeug in Vorbereitung. Hyundai und SK, diese sehr grossen koreanischen Mischkonzerne, verfügen über breit abgestützte technische Fähigkeiten, die ihnen relativ schnell gute Positionen in neuen und dynamischen Märkten verschaffen können. So sind 2018 z.B. die Hyundai Ionic und Kona in elektrischen Versionen mit sehr guten Reichweiten erhältlich geworden. 

DXstLHTVQAALgti

Eine besondere Situation entwickelt sich auf dem chinesischen Markt, dem weltgrössten Markt für Elektroautos. Zu nennen sind  da z.B. das JV zwischen Geely und Kandi Technologies (Hangzhou) und die Fortschritte bei BYD (s.u.), Geely ist der grösste Autohersteller in China. Es wird sich noch weisen müssen, welche Entwicklungsschübe nach Europa und den USA gelangen werden. Immerhin ist festzustellen, dass elektrische Stadtautobusse aus China importiert wurden und dass z.B. Flixbus einen vollelektrischen BYD-Bus und Modelle von Yutong testet (Yutong,  Zhengzhou, Henan).

BYD (Shenzhen, mit Grossaktionär Warren Buffet), das in Europa und Kalifornien je ein JV  für die Produktion elektrischer Stadtbusse gründen will, oder schon gegründet hat, könnte ebenfalls ausserhalb China gewichtige Marktpositionen erreichen. BYD ist zugleich einer der grössten Batterieproduzenten und verfügt so über viel geeignetes Wissen und Können. BYD hatte schon im Juli 2013 in Europa erste Lieferkontrakte für rein batterie-elektrische Autobusse gewonnen. Die relativ grosse Reichweite mit einer Ladung, von damals offenbar gut 250 Km, ermöglicht vielfach einen ganztägigen Betrieb ohne dazwischen nachladen zu müssen. Praktische Versuche in Polen ergaben gemäss dem obigen Bericht 310Km unter nicht genauer spezifizierten Bedingungen. In Kalifornien wurde im April 2014 die erste Serie elektrischer Autobusse mit derselben genannten Reichweite von 250 Km, aus lokaler Produktion ausgeliefert. Erste Modelle europäischer Hersteller zeigten bisher keine vergleichbaren Leistungen. Ebenfalls konnte ein Flotte von 46 E6 Taxis nach Brüssel geliefert werden. Die Erfahrungen im harten Taxibetrieb werden aufschlussreich sein. Die weltweit grösste Flotte elektrischer Busse wurde  2015 von BYD nach Shenzen geliefert

16C741 002

Zusammen mit Daimler (BYD Daimler New Technology Co., Ltd.) lancierten sie im August 2016 das 2. Denza-Modell, den “Denza 400”, der eine Reichweite gegen 400 Km schaffen soll.

Renault (mit Nissan) hatte 2011 Pläne und erste Modelle vorgestellt. Erste Fahrberichte mit dem Renault Fluence Z.E, sind im Oktober 2011 erschienen. Dessen Produktion wurde aber mangels Nachfrage eingestellt (Jan 2014). Ein guter Bericht zur Strategie von Renault-Nissan findet sich hier. Renault gab aber 2012 seine Pläne für eine eigene Batterienproduktion wieder auf. Der Start für den Verkauf des Modelles Zoé erfolgte 2013. Auch Renault hat für die Batterien Lieferkontrakte mit LG-Chem (Korea). Unten Carlos Ghosn zur Strategie von Renault und Nissan (E). 

Die elektrische Version des Volvo C30 sollte mit verschiedenen elektrischen Anstriebssträngen gebaut und getestet werden (Brusa oder Siemens). Volvo wurde aber von Geely, dem grössten Autobauer in China, übernommen. Geely plant für 2017 den Marktstart eines Hybrid-SUV aus der Zusammenarbeit mit Volvo in China. In Europa soll das Fahrzeug unter dem Markennamen Lynk erscheinen. Geely hat ebenfalls einen Anteil am Batteriehersteller Shandong Forever New Energy übernommen. Damit zeichnen sich die ersten Schritte dieses grossen chinesischen Unternehmens hin zu einem global orientierten und im elektrischen Bereich vertikal integrierten Unternehmen ab.

Daimler und Toyota erwarben Anteile an Tesla Motorsdie Daimler, wie Toyota, dann im Oktober 2014 mit grossem Gewinn wieder verkauftenToyota entwickelte mit Tesla ein erstes Serienmodell mit der elektrischen Version desToyota RAV 4, der 2012 in Kalifornien vorgestellt wurde und die Antriebssysteme für die ersten Smart ED stammten von Tesla. Für die elektrische Version der Mercedes B-Serie wurde ebenfalls Tesla beigezogen: eine technisch kluge und betrieblich effiziente Wahl. Hat doch Tesla die kostspielige und riskante erste Entwicklung und Erprobung schon länger hinter sich. Umgekehrt finden sich einige Teile aus dem Daimler-Sortiment im Tesla Model S wieder. Daimler hat den Evonik (EVK)-Anteil am Batteriehersteller Li-Tec ganz übernommen und dort die Produktion von Zellen eingestellt. Der Smart ED erhält offenbar Zellen von LG-Chem, die in Kamenz zu Batterien zusammengebaut werden. Daimler engagiert sich zur Zeit wohl mehr in China, als in Europa. Das dort erworbene Wissen wird sich natürlich zu gegebener Zeit auch hierzulande bemerkbar machen. Daimler plant in China auch Elektroautos unter dem Markennamen Mercedes zu verkaufen und nicht wie bisher nur als “Denza” aus der Kooperation mit BYD. 

Volkswagen arbeitete 2010 mit Martin Eberhard zusammen, einem der Gründer von Tesla Motors. Es wurden auch Aussagen verbreitet, die eine Zurückstellung der Pläne unterstellten, was aber in den USA dahingehend berichtigt wurde, dass etwas, das nie in einem Produktionsplan gewesen sei auch nicht "unplugged" werden könne. Eine Zusammenfassung der Pläne findet sich hier (engl. Stand Januar 2013)Audi gab im Februar 2013 bekannt, dass ihre Elektroautoentwicklung eingestellt wurde. Hybride Lösungen schienen bei VW & Audi im Vordergrund zu stehen, wie Dr. Peter Gebhard von Audi erläuterte (April 2014). Im Mai 2015 kündigte Ulirich Hackenberg (Entwicklungsvorstand) an, dass ein geplantes Audi SUV eine Reichweite von 500Km erreichen soll. Es soll auch kein Kompromiss eingegangen werden, das Auto müsse selbst einen Tesla in jeder Hinsicht überbieten können: Ein schönes Kompliment für Tesla und ein hehres Ziel für Audi. Aehnliches liess auch Mercedes verlauten. Aber auch sie “verzichten” nun auf den Versuch mit ihrem SUV Tesla einholen zu wollen. Diese Wagen werden wohl vor allem mit dem neuen Jaguar I-Pace zu vergleichen sein. Die Marktaussichten sind aufgrund der etablierten und fein verteilten Händlerstruktur und einer vielerorts markentreuen Kundschaft nicht schlecht. Der Durchschnittsbenutzer könnte sich durchaus besser als viele erwarten an die etwas mageren Reichweiten gewöhnen. Fürs Mami-Taxi auf dem Zürichberg sind diese ja alleweil ausreichend. Einen schwereren Stand werden sie dagegen auf den deutschen Autobahnen haben. Der grosse Luftwiderstand, entsprechend dem grossen SUV-Querschnitt und nicht idealem Cw, raubt bei höheren Geschwindigkeiten sehr schnell viel Reichweite.

Im Nachgang zu den Schwierigkeiten mit der Umweltfreundlichkeit ihrer Dieselmotoren sind Projekte mit Elektroautos wieder aktueller geworden. Indirekt wird zugegeben, dass ein Rückstand aufgeholt werden muss - auch bei Ladestationen.

Keiner der grossen europäischen Autohersteller hat aber heute, weder direkt noch indirekt, nennenswerte Zellen- und Batterieproduktionskapazitäten. Die erzielbare Leistung wird damit für sie auf absehbare Zeit wesentlich durch externe Lieferanten bestimmt. Bisher hat nur Tesla (mit Panasonic) eine eigene entsprechend dimensionierte Anlage (Gigafactory). Die Produktion lief dort 2016 an.

Dr. Neusser, Leiter Aggregateentwicklung des Volkswagen Konzerns, präzisierte (Okt.2014), dass Plug-In-Hybride nur eine Zwischenlösung sein können und schon in wenigen Jahren die Reichweiten reiner Batteriefahrzeuge wesentlich gössser werden dürften. Für den VW-Golf nannte er 300 Km im Zeitraum bis 2017, die auch als NEFZ-Reichweite 2018 erreicht wurde. Volkswagen scheint dabei vor allem auf Entwicklungen durch LG-Chem (Südkorea) zu setzen. Eine kleinere Version des Porsche Panamera sei zugunsten einer voll elektrischen Version zurückgestellt worden und wird nun als Porsche Taycan entwickelt. Er soll 2019 vorgestellt werden. Dabei setzt Porsche mindestens teilweise auf eine neue 800V Technik, um Leistung und Ladezeiten zu verbessern. Auf grosse Reichweiten werde zugunsten schnellerer Ladungen verzichtet.

Im Herbst 2013 wurde eine elektrische Version des VW up! vorgestellt. Er wurde, gegen Ende 2014, in einigen Märkten auch erhältlich. Auf Bestellung könnten auch einzelne R8 Etron Sportwagen gebaut werden.

BMW kaufte die elektrische Antriebstechnik für ihre Flottenversuche mit umgebauten Mini’s bei AC-Propulsion in Kalifornien ein. Mit dem Ende des Flottenversuches hatte die Produktion dieser elektrischen Minis geendet. BMW wollte für die Zukunft primär auf eigene Entwicklungen abstellen und stellte dazu im August 2011 erste konkretere Studien vor. Im Oktober 2011 wurde eine Zusammenarbeit mit Peugeot (Mitsubishi?) vereinbart, die aber schon Ende 2012 wieder aufgegeben wurde. Wie sich die Zusammenarbeit mit Toyota gestalten wird, die auch die Weiterentwicklung von Li-Ionen Batterien enthalten soll, muss sich noch zeigen. BMW prüfte in Flottenversuchen mit dem BMW ActiveE seine Komponenten, wie auch das Verhalten der Fahrer. Unter der neu geschaffenen Identität "BMW-i" wurden dann die Konzepte i3 und i8 gezeigt. 

design

Der mittlerweile produzierte i3 mit Karbonkarossie hatte rein elektrisch Reichweiten unter 160 Km und wurde optional auch als Hybrid mit einem Hilfsmotor angeboten. Eine etwas verbesserte Batterie wurde 2018 verfügbar. Der i8 wurde von vorneherein als Sportwagen mit hybridem Antrieb und nur sehr kurzer rein elektrischer Reichweite ausgelegt (ca.30Km). Er illustriert die Problematik dieser Auslegung mit seinem komplexen und voluminösen Antriebssystem, das nicht mehr viel Platz im Inneren des äusserlich recht breiten (1.9m) Wagen lässt. Wesentliche Weiterentwicklungen sind gemäss BMW vor 2020 nicht zur erwarten. 

images

GM befand sich in technischer Hinsicht in einer guten Ausgangslage. Mit dem EV-1 wurden in den 90-er Jahren so gute Leistungen erreicht, dass sie noch heute als vorbildlich gelten können. Motor und Steuerung waren Vorläufer der ersten Tesla Roadster Versionen und Weiterentwicklungen des Antriebsstranges fanden sich auch in den BMW Elektro-Minis wieder (über AC-Propulsion). Der Chevrolet Volt (Opel Ampera) ist im Grunde ein Elektrofahrzeug. GM konnte jederzeit auf dieser Basis auch ein reines Elektrofahrzeug herstellen, wie sie schon mit dem für Kalifornien und Oregon gedachten "Chevrolet Spark” zeigten. GM baute für die Entwicklung des Volt eine grosse Anlage für die Prüfung von Batterien, die eine gute Basis für weitere Schritte gewesen war. Der Erfolg von Tesla blieb GM nicht verborgen und die Entwicklung im Markt wird aufmerksam verfolgt.  2017 wurde in den USA das Modell “Chevrolet Bolt” erhältlich. Der Antriebstrang mit den Batterien für dieses Modell stammt aus Südkorea (LG - Gruppe). Nach der Übernahme von Opel durch Renault ist noch unsicher in welchen Stückzahlen der Chevrolet Bolt (als Opel Ampera) in Europa zukünftig vertrieben wird. 

Die Entwicklung scheint sich allgemein, wie Lars Thomsen in seinem Vortrag vom September 2013 prognostizierte, sehr zu beschleunigen. Interessanterweise hat sich zur Zeit der Leistungsvorsprung der Tesla Modelle, trotz der zunehmenden Aktivitäten potentieller Konkurrenten, eher vergrössert als verringert. Das neueste Modell S, Model S P100D, verfügt nebst enormer Leistung über eine Reichweite von mehr als 600Km (NEFZ-Zyklus). Selbst ein mittlerweile 9 Jahre alter Tesla Roadster bleibt bis heute mit seinen Leistungen, zusammen mit den neueren Tesla Modellen S, X und 3, allein auf der Strasse.