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China-Autobauer Nio wechselt leere Batterien einfach aus und könnte damit die E-Mobilität revolutionieren

Elias Holdenried
·Lesedauer: 6 Min.
Bei der neusten Generation fährt das Fahrzeug selbstständig in die Wechselstation.
Bei der neusten Generation fährt das Fahrzeug selbstständig in die Wechselstation.

Die Elektromobilität wird nach und nach immer alltagstauglicher. Die neusten E-Autos bieten mittlerweile durchaus langsteckentaugliche Reichweiten. Doch ein großer Kritikpunkt hält viele Skeptiker immer noch vom Umstieg auf ein Elektrofahrzeug ab: die recht langen Ladezeiten der Lithium-Ionen-Batterien.

Zwar wurden auf diesem Gebiet in den vergangen Jahren große Fortschritte gemacht: Der Stromspeicher von Mercedes neuem Elektro-Flaggschiff EQS kann an einer Schnellladestation beispielsweise innerhalb von lediglich einer halben Stunde wieder auf den höchsten Ladestand gebracht werden. Klassische Verbrenner haben hier aber immer noch deutlich die Nase vorn: Das Füllen der Benzin- oder Dieseltanks nimmt eben nur wenige Minuten in Anspruch.

Wechselbatterien als Alternative

Der Newcomer Nio möchte dieses Problem mithilfe eines anderen Ansatzes aus der Welt schaffen. Während die Batterien bei VW, Tesla & Co. über die komplette Lebensdauer im Auto bleiben, können sie bei den Modellen der Chinesen regelmäßig ausgetauscht werden. Wenn beispielsweise die 100 kWh große Antriebsbatterie des SUV ES8 leer ist, fährt man zu einer speziellen Wechselstation und übergibt das Auto an einen Mitarbeiter, der es anschließend rückwärts auf eine Hebebühne manövriert.

Daraufhin wird am Unterboden automatisch die Verschraubung des Batteriepacks gelöst. Letzteres wird von demselben Roboter herausgezogen und durch einen vollständig geladenen Hochvoltspeicher ersetzt. Während des Tauschvorgangs wird laut Nio der Zustand der Batterie und des Fahrzeugs automatisch geprüft. Die Tauschakkus werden zum großen Teil direkt in den Wechselstationen geladen. Vier Stück sollen immer vorrätig sein. Wenn eine besonders hohe Auslastung herrscht, können die Stationen aber mitunter auch von elektrischen Transportern mit Nachschub versorgt werden. Der ganze Vorgang dauert laut Nio nur drei Minuten und kann von chinesischen Neuwagenkäufern zwölf mal im Jahr kostenlos in Anspruch genommen werden.

Nio betreibt bereits 190 Stationen

Aber auch Fahrer eines gebrauchten Nio kommen recht günstig weg. Wenn die vorherige Batterie beispielsweise noch 40 kWh Strom enthielt, zahlt der Kunde nur für die 60 kWh Differenz zum maximalen Ladezustand. Die Stromspeicher können aber natürlich auch an normalen Ladestationen gefüllt werden und müssen nicht unbedingt ständig ausgetauscht werden. Für europäische Elektroauto-Fahrer klingt das alles nach ferner Zukunftsmusik, im Reich der Mitte ist das durchdachte Konzept jedoch bereits Realität. Nio betreibt dort bereits 190 Wechselstationen, die vor allem an wichtigen Autobahnabschnitten liegen und so vor allem das Zurücklegen von Langstrecken erleichtern sollen.

Zudem hat Nio in Peking kürzlich die erste Wechselstation der Generation 2.0 in Betrieb genommen. Die aus einer Kooperation mit dem Mineralölkonzern Sinopec hervorgegangene Weiterentwicklung bringt einen bedeutenden Fortschritt: Die Autos fahren auf Knopfdruck selbstständig in die Box und anschließend wieder heraus. Mithilfe von insgesamt 239 Sensoren und vier Cloud-Systemen, konnte die analoge Tätigkeit des Mitarbeiters wegrationalisiert werden.

Zugriff auf neueste Batterietechnologie

Zudem arbeitet die neueste Ausbaustufe deutlich effizienter. Pro Tag kann eine Station bis zu 312 Batteriewechsel vornehmen - dreimal so viele wie bisher. Yuzhuo Zhang, der Vorstandsvorsitzende von Sinopec, hat angekündigt, dass sein Unternehmen gemeinsam mit Nio insgesamt 5.000 chinesische Wechselstationen errichten möchte. Der Autobauer möchte mit seinen SUV-Modellen noch dieses Jahr in Europa durchstarten. Ob auch in Europa Wechselstationen geplant sind, ist derzeit noch nicht bekannt. Laut Aussage des Herstellers, sollen jedoch in den kommenden Wochen nähere Informationen zu seiner Europa-Strategie veröffentlicht werden. Neben Nio sind auch die chinesischen Konkurrenten Geely und Changan Anhänger des Wechselsystems. Neben der Zeitersparnis bietet es nämlich noch einen weiteren Vorteil: Auch wenn das Auto bereits einige Jahre auf dem Buckel hat, kommt es damit in den Genuss modernster Batterietechnik und dementsprechend steigender Reichweiten. So verliert der bei anderen E-Autos auftretende Kapazitätsverlust der Stromspeicher seinen Schrecken.

Das große SUV ES8 könnte bald auch nach Europa kommen.
Das große SUV ES8 könnte bald auch nach Europa kommen.

Bisher scheiterten alle Versuche

Nio ist aber bei weitem nicht das erste Unternehmen, dass diesen Ansatz verfolgt. Vor knapp zehn Jahren galten die Wechselakkus als die entscheidende Technologie für die Mobilität der Zukunft. Die Träumer von damals wurden jedoch schon sehr bald auf den Boden der Tatsachen zurückgeholt. Das israelische Startup Better Place des ehemaligen SAP-Managers Shai Agassi scheiterte nämlich bereits 2013 mit der gleichen Idee grandios. Die Gründe hierfür waren vielfältig. Zum einen steckte die E-Mobilität damals noch in den Kinderschuhen und die Autobauer verfolgten ihre zögerlichen Elektrifizierungsprogramme eigentlich nur, um ihr Image etwas aufzubessern. Auch deshalb konnte Better Place bis auf die Schwesterunternehmen Renault und Nissan keinen weiteren Autobauer für eine Kooperation gewinnen.

In Israel, Dänemark und Australien entstanden Pilotanlagen, deren Bau jeweils mit rund zwei Millionen Euro zu Buche schlug. Zudem lag der durchschnittliche Preis für eine Lithium-Ionen-Batterie damals noch bei rund 10.000 Euro. Zu den hohen finanziellen Belastungen kam, dass der Wechselmechanismus von Better Days noch alles andere als ausgereift war. Nachdem Tesla mit seinen Superchargern eine einfachere Alternative zu den Wechselbatterien eingeführt hatte, verschwand das einstige Zukunftskonzept bei den meisten Herstellern in der Versenkung.

Auch Tesla versuchte sich daran

Bevor man sich bei Tesla komplett auf Schnelladestationen konzentrierte, experimentierte man 2015 in Kalifornien jedoch ebenfalls mit einem ähnlichen Wechselkonzept. Wie die US-Ausgabe von Business Insider damals berichtete, stieß der aufwendige Batteriewechsel bei den Kunden aber auf wenig Interesse und wurde daraufhin nicht weiter verfolgt. Vor einigen Wochen kam in China das Gerücht auf, dass Tesla seine Meinung diesbezüglich doch geändert hätte, was von den Amerikanern jedoch prompt dementiert wurde. Das Konzept sei laut dem Autobauer mit Problemen behaftet und nicht für den großflächigen Einsatz geeignet.

Nios Vorstoß dürfte entscheiden

Kein anderer Hersteller hat sich dem Thema so konsequent gewidmet wie Nio. Die Chinesen profitieren bei ihrer Offensive maßgeblich von dem Know How des gescheiterten Pioniers aus Israel. In den Nio-Wechselstationen kommen laut Aussage des Unternehmens insgesamt 1.200 patentierte Technologien zum Einsatz, bei deren Entwicklung sich der Autobauer auch direkt im Fundus von Better Place bediente. Zudem kommt Nio zugute, dass die Batterien aufgrund der mittlerweile deutlich gesteigerten Produktionsmengen günstiger geworden sind.

Die europäischen Hersteller sehen scheinbar trotzdem kein großes Potenzial in der Technologie. Sie setzen stattdessen konsequent auf den Ausbau eines Schnelladenetzwerks, was unterm Strich auch deutlich günstiger sein dürfte, als rund um die Uhr einen umfangreichen Wechselservice anzubieten. Erschwerend kommt hinzu, dass die Batterien nicht genormt sind. So müsste jeder Autobauer seine eigenen Wechselstationen errichten, während die Schnelllader markenübergreifend nutzbar sind. Doch dies könnte sich in den nächsten Jahren durchaus ändern. Der Vorstoß der Chinesen dürfte auf lange Sicht zeigen, ob das Konzept der Wechselbatterie Sinn macht oder nicht.