Wir bauen uns ein Elektroauto! (Teil 1)

Welche Komponenten benötigt man eigentlich, um ein Elektroauto zu bauen? Karl zeigt uns, wie es geht – in 24 Schritten. Im ersten Teil schauen wir uns die Bauteile für eine Batterie an.

Fangen wir mit dem elementarsten Teil eines E-Autos an: Der Zelle für die HV-Batterie.
Man unterscheidet drei typische Zellformen. Die einfachste Form ist die Rundzelle.

Tesla setzt diese Zellen ein, die ihr ursprüngliches Grundformat aus dem Consumer-Bereich haben. Der interne Aufbau der (Tesla)-Zellen hat aber nicht mehr viel mit den Laptop-Akkus gemein.

Eine zweite, sehr verbreitete Zellform sind prismatische Zellen (auch Hardcase-Zellen genannt). Sie haben ein stabiles Aluminiumgehäuse und können die Größe einer CD-Hülle haben, aber auch so groß wie eine VHS Kassette sein. Der VW e-Golf oder der BMW i3 setzen solche Zellen ein.

Pouchzellen, auch Coffee-Bag-Zellen genannt, verfügen über eine flexible Hülle aus einer Aluminiumfolie, die wiederum in eine isolierende Folie eingepackt ist. Sie sind von der Größe her besonders flexibel und zeichnen sich durch besonders hohe Energiedichten aus. Pouchzellen werden in vielen Fahrzeugen eingesetzt, wie bspw. im Elektrosmart, im Audi e-tron oder auch im Hyundai Ioniq.

Die einzelnen Zellen werden in Gruppen zusammengefasst, den Zellmodulen. Bei Rundzellen können die Zellmodule aus einigen Hundert Zellen bestehen. Bei Pouchzellen und prismatischen Zellen sind zwischen 12 und 50 Zellen üblich.
Da man aus prismatischen Zellen relativ einfach stabile Zellmodule fertigen kann, wählt Karl diesen Zelltyp und baut seine Zellmodule damit auf.

Die Zellmodule werden in ein Batteriegehäuse montiert, welches die Zellen vor äußeren Einflüssen und im Falle eines Crashs schützt. Zusätzlich wird das „Gehirn“ der Batterie, das Batterie-Management-System (kurz: BMS) hinzugefügt und verschiedene Elektrikkomponenten (Sicherungen, Schaltschütze) verbaut, um die Batterie abschalten zu können. Ein Kühlsystem, idealerweise mit Flüssigkeitskühlung, sorgt dafür, dass die Zellen nicht zu heiß werden. Alles zusammen ergibt das Batteriepack.

Die ideale Position für die Batterie befindet sich zwischen den Achsen („Skateboard-Architektur“). Das sorgt für einen guten Crashschutz und einen sehr niedrigen Schwerpunkt, sowie eine perfekte Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse. Außerdem bleibt genug Platz für Insassen und Gepäck erhalten. Karl’s E-Auto wird natürlich so aufgebaut!

Damit wäre zwar die größte, teuerste und schwerste Komponente des Elektroautos verstaut, doch es gibt noch viele weitere Bauteile, die ihren Platz im Auto finden müssen.