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Forschung bei Volkswagen

Plötzlich sind Chemiker gefragt

Von Holger Appel
 - 16:21
Das Elektroauto wird wie eine Art Kiste um die Batteriezellen herumgebaut. Es hat deutlich weniger Teile als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Bild: Hersteller, F.A.Z.

Herr Welsch, wird sich die Elektromobilität in den nächsten fünf Jahren durchsetzen?

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Sie wird jedenfalls deutlich Fahrt aufnehmen. In welchem Ausmaß, das kann niemand voraussagen. Doch ganz gleich, ob der Anteil 10 oder 20 Prozent an unserem weltweiten Absatz sein wird, das Volumen ist signifikant genug, dass wir die Technik mitgestalten werden. Wir entwickeln eine Konzernplattform für vollelektrische Volumenfahrzeuge und werden dadurch breit aufgestellt sein. Es ist richtig, auf Elektromobilität zu setzen.

Macht VW die Autos selbst, oder kaufen Sie von Zulieferern zu?

Wir haben vor gut eineinhalb Jahren entschieden, einen Baukasten für unsere Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Dabei geht es nicht darum, aus einer vorhandenen Plattform Antrieb, Tank und etwas Wärmedämmung wegzunehmen und dann einen elektrischen Antrieb samt Batterie einzusetzen. Es geht um eine komplett neue Fahrzeugarchitektur.

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Demnach wollen Sie alles im Unternehmen entwickeln und bauen?

Nein, aber alles, was einen Volkswagen ausmacht: Komfort, Effizienz, Performance, Bedienbarkeit und Akustik. Die E-Motoren machen wir in Kassel selbst. Dort entstehen heute schon die Motoren, die wir in die elektrischen Golf und Up einbauen. Das dadurch gesammelte Wissen hilft uns jetzt. Die Batteriesysteme bauen wir in unserem Werk in Braunschweig. Zellen kaufen wir aktuell zu. Wir bauen aber unsere Kompetenz in Elektrochemie und Prozesstechnik für Hochvoltzellen aus.

Die Herangehensweise in der Entwicklung ist anders als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Wie?

In der Tat. Wir fragen uns: Was ist taktgebend für unsere Entwicklung? Bei Autos mit Verbrennungsmotoren sind das Motor, Abgasanlage, Getriebe, Abgasreinigung und Thermomanagement. Im Elektroauto erleben wir die gleiche technische Tiefe, nur geht es um andere Felder: Hochvoltbatterie, Elektromaschine, Steuergeräte und Regelelektronik. Diese Komponenten sind ausschlaggebend für die Charakteristik des Autos, also, wie es beim Kunden ankommt.

Die Konstruktion ändert sich auch, oder?

Ja, die Konstruktion richtet sich nach den Erfordernissen eines großserientauglichen Batteriesystems. Vereinfacht gesagt: Der Zulieferer kann seine Zellen so bauen, dass sie maximal leistungsfähig und gleichzeitig so günstig wie möglich sind. Da zählen Euro je Kilowattstunden. Wir bauen einen witterungsbeständigen und sicheren Batterietrog drum herum, ziehen Streben ein, entwickeln und integrieren die elektronische Steuerung, sorgen für Kühlung im Unterboden und fertigen den Aufbau. Fügetechnik, Montage, vieles wird einfacher. Es entsteht eine skalierbare Plattform um die Hochvoltbatterie, die aussieht wie eine Tafel Schokolade, je nach Kapazität mal quadratisch, mal rechteckig.

Verändert das die Anforderungen an Ihre Mitarbeiter?

Wir fragen uns natürlich beständig, welche Kernkompetenzen wir haben und welche wir noch brauchen. Im Prototypenbau, um ein Beispiel zu nennen, bauen wir Personal ab, weil wir viel mehr als früher am Computer simulieren können. Dafür bauen wir an anderer Stelle auf: Im Bereich Digitalisierung und Infotainment haben wir jetzt so um die 700 Mitarbeiter. Diese Zahl werden wir verdoppeln, mit Fokus auf Architektur- und Softwarespezialisten. Grundsätzlich benötigen wir weniger Menschen, die sich um Hardware kümmern.

Dafür benötigen wir mehr Elektroniker, Elektrochemiker im Hochvoltbereich, Programmierer und Informatiker. Wir müssen verstehen, wie man ein Elektroauto effizient baut, welcher Materialeinsatz nötig ist. Denken Sie beispielsweise an die teuren Magnete und seltenen Erden im Elektromotor. Für die Zellchemie bauen wir in Wolfsburg unseren Kompetenzpool auf, in Salzgitter entsteht eine Versuchslinie für die Fertigung von Batteriezellen. Audi kümmert sich um die Brennstoffzelle. So nutzen wir die Vorteile einer Konzernstruktur.

Sie holen also möglichst viel Kompetenz zur Elektromobilität ins Unternehmen, an den Standort Deutschland. Ist das entscheidend?

Die Eigenschaften, die wettbewerbsdifferenzierend sind, müssen am Standort Deutschland entwickelt werden. Das werden andere Dinge sein als heute. Wo Felgen, Antennen oder Innenspiegel entwickelt werden, ist wahrscheinlich nicht entscheidend. Aber ob jemand etwas von Pulswellen oder Zellchemie versteht, schon. Glauben Sie mir, Elektromotor ist nicht gleich Elektromotor. Aus diesem Grund haben wir für den E-Antrieb eine eigene Entwicklungs- und Fertigungskompetenz aufgebaut. Bedienung, Komfort, Fahrdynamik und Dienste rund um die Elektromobilität müssen wir kontrollieren und beherrschen. Die Kunden werden das spüren.

Was sie vor allem spüren, ist der enorm hohe Preis. Was tut sich da?

Das absolut Teuerste am Elektroauto sind die Batteriezellen. Aber auf diesem Gebiet werden wir weitere Technologiesprünge und Kostenreduzierungen erleben. Sie sind heute klar absehbar.

Heißt das, die Autos werden billiger? Oder stecken Sie die Vorteile zunächst in mehr Reichweite?

Zunächst mal in die Reichweite. Wenn wir bei etwa 700 Kilometern angekommen sind, sollte das genügen. Dann wird die Kostendegression in den Preis fließen. Unser Ziel ist es, dass ein elektrischer Volkswagen in etwa so viel kostet wie ein vergleichbares Dieselfahrzeug. Aber ich glaube, dass nicht nur der absolute Preis wichtig ist. Ebenso bedeutend sind die Leasingraten, weil Firmenkunden und viele Privatleute mittlerweile leasen. Die Raten könnten mit dem Elektroauto sogar sinken, weil die Betriebskosten niedriger sind. Das Elektroauto braucht weniger Wartung, kein Öl, es hat geringeren Bremsenverschleiß.

Das ist keine gute Nachricht für Ihre Werkstätten.

Die Zeiten ändern sich in vielen Branchen. Wir sind mit unseren Werkstattpartnern im Dialog dazu. Es sind ja auch andere Dinge zu berücksichtigen. Unser Golf wird flächendeckend mit City-Notbremsfunktion ausgestattet. Er hat 45 Prozent weniger Auffahrunfälle als Wettbewerber ohne diese Sicherheitsfunktion. Damit fallen natürlich auch Reparaturarbeiten weg.

Aus wie vielen Teilen besteht eigentlich ein Auto mit Verbrennungsmotor? Und aus wie vielen eines mit E-Maschine?

Ein Fahrzeug mit konventionellem Antrieb wird aus 8000 bis 10 000 Teilen zusammengebaut. Das Elektroauto besteht je nach Betrachtungsumfang aus 6000 bis 8000 Teilen. Der Antrieb ist weniger komplex als ein konventioneller Antrieb und benötigt beispielsweise nur ein einstufiges Getriebe. Die Komplexität des gesamten Fahrzeugs ist und bleibt aber hoch.

Welche Fortschritte erwarten Sie in den Batterieleistungen?

Unser erster elektrischer Golf hatte 24 kWh. Jetzt hat er etwa 36 kWh. Unsere neue Elektroplattform ID wird in der unteren Stufe eine Batteriekapazität von 48 bis gut 60 kWh haben. Damit werden wir ab 2020 Autos anbieten, die im Normzyklus mindestens 400 Kilometer Reichweite haben. In der oberen Stufe werden wir mit größeren Batterien sogar bis 600 Kilometer Normreichweite schaffen. Von 2022 an sollte noch etwas mehr drin sein.

Etwas mehr wären dann besagte 700 Kilometer, oder?

Ja, 700 Kilometer im Normzyklus sind nach unserer Auffassung möglich. Wenn man nicht ständig Vollgas auf der Autobahn fährt, sind damit realistisch 500 Kilometer im Alltag drin. Dafür brauchten wir Batterien mit einer Kapazität von etwa 90 kWh.

Aus Ihrem Haus kommen unterschiedliche Botschaften, was den Einstiegspreis in die künftige elektrische Golf-Klasse angeht. Mal heißt es: wie ein gut ausgestatteter Diesel. Das wären um 30 000 Euro. Dann wieder, es werde weniger. Was denken Sie?

Beides stimmt. Unser I.D. wird ähnlich viel kosten wie ein vergleichbar ausgestatteter Golf Diesel. Das können je nach Kundenwunsch 25 000 Euro sein, aber eben auch 30 000 Euro.

Heute verdirbt die lange Ladezeit den Spaß. Können Sie da Hoffnung machen?

Die Ladezeiten sind in der Tat besonders wichtig. Unser Baukasten erlaubt derzeit über 100 kW Ladeleistung. Die kann man allerdings nicht linear hochrechnen, denn Batterien sind beim Laden sehr anspruchsvoll. Die Temperaturen müssen gut geregelt werden. Nach einer halben Stunde 80 Prozent aufgeladen zu haben, das ist ein gutes Ziel.

Die Batterien sind schwer. Die Autos werden also auch schwer. Was bedeutet das für die Konstruktion und das Fahrverhalten?

Stimmt, so eine Batterie wiegt bis zu 500 Kilogramm. Ein SUV wiegt dann schon mal bis zu 2,5 Tonnen. Deswegen kommt es darauf an, die Abstimmung von Fahrwerk und Lenkung zu beherrschen. Das Auto darf sich nicht schwerfällig anfühlen. Der Aufbau darf nicht wanken wie ein Schiff auf hoher See. Wir erreichen durch unsere Batterieanordnung zwischen den Achsen eine Achslastverteilung von 50 zu 50. Das ist perfekt für ein gutes Fahrverhalten.

Ihre Elektroautos werden Hinterradantrieb haben, richtig?

Ja, sie werden standardmäßig Hinterradantrieb haben. Und in den leistungsstärkeren Klassen optional Allradantrieb. Sonst bekommen wir die Kraft nicht auf die Straße, die Drehmomente sind schon beachtlich. Es wird in keiner Hinsicht Abstriche geben, denn unsere E-Fahrzeuge werden mit herkömmlichen Fahrzeugen im Wettbewerb stehen.

Müssen Sie sich besonders um die Geräuschentwicklung kümmern? Ich denke an die Elektromaschine, aber auch um Wind und Ähnliches, weil der Motor keinen Krach mehr macht.

Allerdings. Das Straßenbahngeräusch, das die frühen Elektroautos hatten, ist verschwunden. Aber manche E-Fahrzeuge senden heute noch einen hochfrequenten Pfeifton aus. Unsere Autos nicht, weil wir verstanden haben, wo der Ton herkommt. Da geht es um Abstände zwischen Rotor und Stator und unterschiedliche Anregungen. Und Sie haben natürlich recht, Geräusche, die der Kunde früher nicht störend wahrgenommen hat, fallen jetzt plötzlich auf. Eine gute Aerodynamik wird deshalb nicht nur wegen der Reichweite immer wichtiger. Wir achten heute stärker darauf, mit welchem Geräusch die Außenspiegel anklappen oder wie der Heckwischer läuft. Wir dämmen anders. Übrigens werden wir auch unsere Autos mit Verbrennungsmotor stärker dämmen. Wir glauben, dass Stille im Innenraum ein Faktor ist.

Die heutigen Elektroautos sind fast alle lahme Enten. Wie schnell werden Ihre fahren können?

Eine Geschwindigkeit von 200 km/h ist eine psychologische Schwelle. Wir diskutieren, ob das künftig noch wichtig sein wird. Unser erster I.D. vom Format eines Golf wird mit der Standardmotorisierung 160 km/h erreichen. Mit einem Upgrade auch 180 km/h. Unsere SUV werden wir auf mindestens180 km/h auslegen. Mit dem Elektroauto ändert sich das Fahrverhalten, man fährt defensiver. Trotzdem muss ein Hersteller nach der Papierform natürlich ein richtiges Auto anbieten. Niemand kauft eine rollende Verzichtserklärung.

Gibt es in 20 Jahren noch Autos mit Verbrennungsmotoren?

Ja.

Quelle: F.A.Z.
Holger Appel
Redakteur in der Wirtschaft, zuständig für „Technik und Motor“.
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