Batteriewechselstation

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Eine Batteriewechselstation ermoglicht es Elektrofahrzeugen, eine leere Antriebsbatterie vergleichbar mit einem Tankvorgang in wenigen Minuten gegen eine volle auszutauschen, anstatt das Fahrzeug an einer Ladestation in 20 bis 30 Minuten langsamer und typischerweise nur bis 80 % schnellzuladen.

Energiepolitisch attraktiv ist einerseits die netzverbundene Bevorratung der Wechselbatterien in ubers Land verteilten Servicestationen als Batteriespeicher und andererseits die Enthemmung der Weiterentwicklung der Batterietypen, da die Fahrzeuge nicht mehr an einen Typ gebunden bleiben bzw. mit diesem veralten. Ein Batteriewechselsystem setzt jedoch standardisierte Bauformen, Anschlusse und eine entsprechend genormte Aufnahme an den Fahrzeugen voraus, und bremst dabei Neuentwicklungen aus. Batteriewechselsysteme sind vor allem aus dem industriellen Bereich bei Flurforderfahrzeugen wie Gabelstaplern bekannt, finden aber bei Elektromotorrollern und PKW zunehmende Verbreitung.

Spezielle Tausch-Ladestationen sind insbesondere bei Elektromotorrollern eine Massnahme zur Eindammung von Brandgefahren, da sich viele Akkubrande beim Aufladen der Batterien ereigneten.

Primare Wirtschaftsgrundlage der Wechselstationen sind Einnahmen aus netzdienlicher Energiepufferung und Energiespekulation einerseits, sowie Vermietung der Tauschbatterien, Tauschservice und Verrechnung der Energieentnahme an Konsumenten andererseits.

In der Norm DIN IEC/TS 62840-1 werden die Komponenten und Funktionen einer Batteriewechselstation benannt:^[1]

• Austausch von Batteriepaketen
• Lagerung von Batteriepaketen
• Laden und Kuhlen von Batteriepaketen
• Prufung, Instandhaltung und Sicherheitsmanagement von Batteriepaketen

Voraussetzung nicht nur fur die Bewirtschaftung von Wechselbatterien ist ein digitaler Geratepass, der ,,historische" Logbucheintrage wesentlicher Betriebsfalle und charakterisierende Daten der individuellen Batterie ausweist und laufend weiter protokolliert. Dazu wird ein digitaler Produktpass und der bislang nur umweltpolitisch motivierte und uber ein europaisches Forderprojekt 2024 nur vorentworfene Batterypass als Standard unerlasslich.^[2] Ein vollstandig informatives Logbuch ist unerlassliche Vorbedingung fur die sichere und rechtssichere Bewirtschaftung von Batterien.

Fur die Olympischen Sommerspiele 1972 in Munchen und einen anschliessenden Feldversuch mit der RWE-Tochter ,,Gesellschaft fur elektrischen Strassenverkehr" (GES) wurden von Mercedes-Benz insgesamt 58 Harburger Transporter als LE306 mit tauschbaren, seitlich ausfahrbaren uber 800 kg schweren Bleiakkupaketen ausgestattet.^[3] Damit konnten im Prinzip Zusatzakkus mit Rollwagen und Ladegerat an geeigneten Standorten deponiert werden und vom Fahrer gewechselt werden. Offentlich zuganglich war das Pilotprojekt naturgemass nicht.

Erster offentlichen Anbieter einer solchen Losung fur PKW war das 2007 gegrundete Unternehmen Better Place, die das Akkutausch-Konzept in Israel und Danemark realisierte, bis es 2013 infolge mangelnder Fahrzeuge (nur Renault Fluence) und ausbleibender Rentabilitat Insolvenz anmeldete. Auch beim Tesla Model S war als noch schnellere Alternative zum inzwischen in unter einer Stunde moglichen Schnellladen ein Batteriewechsel vorgesehen und in Erprobung. Tesla demonstrierte^[4] im Juni 2013 auf einer Buhne vor Publikum nicht nur einen, sondern hintereinander zwei ca. 93 Sekunden dauernde Akkuwechsel an zwei Tesla Model S wahrend ein ahnlicher grosser Audi in gut vier Minuten am Kreditkarten-Tankautomaten mit 4 US-Gallonen Benzin pro Minute betankt wurde.^[5][6] Die Losung wurde vor allem umgesetzt, um Umweltauflagen der CARB zu erfullen und Fordermoglichkeiten in den USA zu nutzen.^[7] Im Juni 2015 berichtete Musk uber ein schwaches Kundeninteresse und meinte, dass ein Weiterverfolgen des Konzepts unwahrscheinlich sei.^[8][9] Ende 2016 wurde die Prototyp-Batteriewechselstation geschlossen und berichtet, dass ein Akkuwechsel dort im Durchschnitt 7 Minuten gedauert habe und unter menschlicher Mitwirkung erfolgte.^[10]

Wahrend der Olympischen Sommerspiele 2008 in Peking wurde fur die rund 60 Elektrobusse eine Batteriewechselstation betrieben, in der den Bussen die leeren Akkus entnommen und aufgeladene wieder eingeschoben wurden. Diese Station hatte einen Stromanschluss von mehreren 100 kW. Weitere grosse Feldversuche gab es 2010 bei der Expo 2010 in Shanghai und den Asienspielen 2010.^[11] Mit der Akkuwechsel-Technologie wird jedoch nur ein kleiner Teil der 400.000 Elektrobusse betrieben, die 2018 weltweit im Einsatz waren. In China sind es einige wenige Grossstadte, in denen Busse mit dieser Technik eingesetzt werden.^[11]

Von dem BAIC-Tochterunternehmen BJEV wird dies in Beijing fur Taxis propagiert; dabei soll der Wechselvorgang drei Minuten dauern.^[12] Seit 2018 wird von BJEV ein PKW mit der Option angeboten, mit einer monatlichen Pauschale einen unbeschrankten Batterietausch nutzen zu konnen,^[13] wodurch der Anschaffungspreis unter den eines Verbrennerfahrzeugs fallen kann.^[11] Beide Unternehmen arbeiten mit Aulton zusammen,^[14] einem 2016 gegrundeten Unternehmen, das die Akkuwechsel-Patente und -Technologie bundelt.^[11] Im September 2019 nahm die INFRAMobility-Dianba GmbH in Berlin am Westhafen die erste europaische Aulton-Wechselstation in Betrieb.^[15]

Der chinesische Elektroautohersteller Nio begann 2018, ein Netz von Batteriewechselstationen in China aufzubauen.^[16] Das Netz umfasste im Januar 2021 170^[17], im Dezember 2022 1.294^[18] und im Februar 2025 3.106 Stationen.^[19] In Europa bestanden im Dezember 2022 zehn Batteriewechselstationen: je drei in Norwegen und den Niederlanden und je zwei in Schweden und Deutschland. Bis Ende 2023 sollte deren Zahl europaweit auf 120 steigen.^[18] Ende April 2024 gab es in Deutschland 15 Stationen (siehe Nio-Artikel), weitere sind im Bau.^[20] Zur Beschleunigung des Ausbaus sollen bis zu 20 Schnellladeparks des EnBW-HyperNetz auch den Akkuwechsel anbieten.^[21]

Der nordamerikanische Hersteller Ample bietet vollautomatische Batteriewechselstationen an und baut zunachst in Madrid seit Dezember 2023 ein Netz von Wechselstationen fur den Fiat 500 auf.^[22][23]

Seit Mai 2025 sind die ersten Elektroautos mit Wechselakku von CATL unterwegs. Tausend Autos vom Typ Changan Oshan 520 wurden an ein Taxiunternehmen in Chongqing, der weltgrossten Stadt mit 32 Millionen Einwohnern, ausgeliefert. In den Autos sind austauschbare Choco-SEB-Akkus verbaut. Das Auto wird in China fur 166.800 Yuan (etwa 20.000 Euro) verkauft. Die Reichweite des Autos liegt bei 515 Kilometern. In einer Wechselstation von CATL soll der Akku in 100 Sekunden austauschbar sein. Lange Zeit war Nio der einzige Serien-Anbieter mit Wechselakkus auf dem Markt. CATL mochte in China 30.000 Tauschstationen errichten. Auch hat CATL Wechselakkus fur Elektrolastkraftwagen vorgestellt.^[24]

Begrenzender Faktor fur Wechselstationen ist neben der Tauschzeit allenfalls die Anzahl hinreichend geladener Batterien im lukrativ netzdienlich bewirtschafteten Stationsvorrat. Eine Wiederaufladung von Tauschbatterien kann wahlweise aus der aktuellen Stationskapazitat oder dem Netzanschluss gespeist werden. Die fur Batteriewechsel notwendige Netzanschlussleistung reduziert sich daher mindestens auf das Mittel der ausgelieferten Batterieladungen im Betrachtungszeitraum, sobald die Anzahl der Batterien im Stationsvorrat hinreichend gross ist, um interne Bedarfsspitzen zu puffern. Im Jahr 2016 dauerte ein Akkuwechsel im Durchschnitt 7 Minuten.^[25]

Im Jahr 2024 konnten Elektroautos in 10 Minuten von 10 auf 80 Prozent aufgeladen werden (siehe Ladedauer beim Elektroauto und Li Xiang Mega). Im Marz 2025 stellte BYD ein neues Ladesystem vor, bei dem 470 km Reichweite in funf Minuten geladen werden kann. Damit wird die Dauer eines Ladevorgangs beim Elektroauto vergleichbar mit der Dauer eines Tankvorgangs beim Verbrennerauto.^[26] (siehe auch Super e Platform von BYD)

Die bisherigen Batteriewechselsysteme fur PKWs sind proprietare Losungen. Eine herstellerubergreifende Nutzung ist nicht moglich.

Einen Akku in wenigen Minuten tauschen zu konnen setzt voraus, dass jederzeit fur alle eintreffenden Kunden ein voll geladener Akku vorhanden ist und an der Tauschstation bereitsteht. Es mussen also bei einer angenommenen Ladezeit von 2 Stunden und einer Tauschzeit von 5 Minuten an jeder Tauschbuhne 12 Akkus pro Stunde bereitstehen und insgesamt 24 Akkus an der Ladestation hangen. Eine Wechselstation mit 5 Tauschbuhnen muss also gleichzeitig 120 Akkus laden bzw. vorhalten, um eine effiziente Nutzung auch zu Spitzenzeiten gewahrleisten zu konnen. In diesem Beispiel mit 100-kWh-Akkus musste die Anschlussleistung der Wechselstation im ungepufferten Ladebetrieb 0,5 Megawatt betragen.

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Kategorie:

• Ladestation (Elektromobilitat)