Zur Autoindustrie (D)

Tesla Motors haben 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 erst vor kurzem durch das ebenfalls von Tesla Motors gebaute Model S überboten wurde. Keine anderen, rein elektrisch angetriebenen Serienfahrzeuge, konnten sich bisher (2017) diesen Leistungen auch nur annähern. 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 neuen Modelle von Tesla Motors. Für die Roadster ist auch eine noch 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” im “Range Mode” des Roadsters von 540Km. Die Auslieferungen hatten anfangs 2016 begonnen. 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. 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.)

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 apäter 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 und LG 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.

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Charakteristisch ist gegenwärtig, dass fast ausschliesslich Fahrzeuge mit beschränkten Reichweiten (<200 Km) mit Batterien um die 20 kWh angeboten werden; dies wohl nicht zuletzt auf Grund der heutigen Batteriekosten. Tesla’s Model S und BYD mit Daimler in China sind hier Ausnahmen. Das erste Modell  aus der Zusammenarbeit in China wurde an der Bejing Motor Show 2014 vorgestellt. Selbstverständlich schränken kurze Reichweiten den Markt entsprechend ein. Der Markterfolg der Tesla Limousinen mit grossen  Reichweiten hat die Industrie nun bewogen auch leistungsfähigere Modelle anzukündigen, oder gelegentlich sogar als Studie vorzustellen. Bis zur eventuellen Einführung des einen oder anderen dieser neuen Modelle dürften aber noch ein paar Jahre vergehen. Eine gute Uebersicht zu den Anstrengungen in Deutschland fand sich in der Zeischrift Automobile vom Dezember 2014 (engl.).  Fahrzeugstudien und Prototypen kommentiere ich hier nicht weiter, da die Spezifikationen, soweit bekannt gegeben, erst Pläne und Absichten für die Auslegung in der Zukunft darstellen. Was davon dann in realen Serienprodukten verwirklicht werden kann, muss sich erst noch zeigen.

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

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 (Februar 2014) und soll gemäss Carlos Ghosn schon bald mit neuen Batterien seine Reichweite verdoppeln können.

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 (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.

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.

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 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. 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: 

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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 hat aber dann seine Pläne für eine eigene Batterienproduktion aufgegeben (Juli 2012). 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 soll mit verschiedenen elektrischen Anstriebssträngen gebaut und getestet werden (Brusa oder Siemens). Volvo wurde mittlerweile von Geely, dem grössten Autobauer in China, übernommen. Die Zukunft dieser neuen Konstellation ist noch unklar. Immerhin plant Geely 2017 den Marktstart für ein Elektro-SUV aus der Zusammenarbeit mit Volvo in China.

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 nun 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. Zur Zeit stehen mehrere Konzepte im RaumEs 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 scheinen bei VW & Audi zur Zeit 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. Im übrigen ist auch VW in Bezug auf Elektroautos, wie Daimler,   in China aktiv.

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 oder 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 im Bau (Gigafactory). Die Produktion ist dort 2016 in Teilen schon angelaufen.

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. So soll auch eine kleinere Version des Porsche Panamera zugunsten einer voll elektrischen Version zurückgestellt worden sein. Auf 2018 werden dann für diesen Wagen Reichweiten von vielleicht 400 Km (NEFZ) erwartet. Auch Volkswagen scheint vor allem auf Entwicklungen durch LG-Chem (Südkorea) zu setzen. Ein elektrisches Audi-SUV wurde als Studie vorgestellt und eine Serienversion soll dann ab 2017 auf den Markt gelangen.

Im Herbst 2013 wurde eine elektrische Version des VW up! vorgestellt. Er ist nun, gegen Ende 2014, in einigen Märkten auch erhältlich geworden. 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. 

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Der mittlerweile produzierte i3 mit Karbonkarossie hat rein elektrisch Reichweiten unter 160 Km und wird optional auch als Hybrid mit einem Hilfsmotor angeboten. Eine etwas verbesserte Batterie wurde 2016 angekündigt. 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. 

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GM befindet 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 kann jederzeit auf dieser Basis auch ein reines Elektrofahrzeug herstellen, wie sie 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 sein dürfte. Der Erfolg von Tesla blieb GM nicht verborgen und die Entwicklung im Markt wird aufmerksam verfolgt. Gerüchteweise soll eine vollelektrische Version aus der Cadillac Reihe in Vorbereitung sein und 2017 soll das Modell “Chevrolet Bolt” (in Deutschland als Opel Ampera-e) erhältlich werden. Die versprochene Reichweite dürfte etwas grösser werden als bei anderen Kleinwagen heute üblich ist.

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 des Tesla Model S, trotz der zunehmenden Aktivitäten potentieller Konkurrenten, eher vergrössert als verringert. Das neueste Modell, Model S P100D, verfügt nebst enormer Leistung über eine Reichweite von mehr als 600Km (NEFZ-Zyklus), was potentielle Konkurrenten bisher nicht mal in ihren Ankündigungen für jenseits 2018 schaffen. Selbst ein mittlerweile 8 Jahre alter Tesla Roadster bleibt bis heute mit seinen Leistungen, nebst dem neueren Model S, allein auf der Strasse.