E-Auto-Prototyp

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Mit dem Vision EQXX zeigt Mercedes, wie E-Autos aus Stuttgart künftig aussehen sollen. Für mehr Reichweite soll unter anderem ein neuer Akku mit einer leistungsfähigeren Anode und ein Solardach sorgen.

Neuer Akku von Mercedes: 1.000 Kilometer ohne Nachladen


1.000 Kilometer mit einer Batterieladung und ein Stromverbrauch von unter 10 kWh pro 100 Kilometer: Das waren die Vorgaben für den Vision EQXX, den Mercedes im vergangenen Jahr angekündigt und nun auf die Straße geschickt hat. Auf der Fahrt von Sindelfingen über die Schweizer Alpen und Norditalien nach Cassis an der Côte d’Azur hat der Prototyp die anvisierten Richtwerte im realen Alltagsverkehr geschafft – mit vom TÜV versiegelter Ladesteckdose.

Gut 12 Stunden brauchte es für die 1.008 Kilometer lange Strecke bei Temperaturschwankungen von 3 bis 18 Grad Celsius, teilt Mercedes mit. Der Ladezustand des Akkus bei der Ankunft in Südfrankreich habe rund 15 Prozent betragen. Damit hätte die E-Limousine noch rund 140 weitere Kilometer zurücklegen können.

Der Durchschnittsverbrauch hat den Angaben zufolge bei 8,7 kWh pro 100 Kilometer gelegen. Das Durchschnittstempo habe 87 km/h betragen, schneller als 140 km/h fuhr das Testauto nicht, obwohl es das könnte. Den Top Speed gibt Mercedes mit über 200 km/h an.

Anode: Silizium statt Graphit

Der Vision EQXX ist mit einem neu entwickelten Stromspeicher ausgestattet, der mit 100 kWh über fast die gleiche Energiemenge verfügt wie der Akku des EQS – dem bisherigen Aushängeschild für Elektroautos aus Stuttgart mit einer maximalen Reichweite von 780 Kilometern. Allerdings bringt der neue Akku 50 Prozent weniger Volumen und 30 Prozent weniger Gewicht auf die Waage als der EQS-Akku: Das EQXX-Batteriepaket ist den Angaben zufolge nur 200 x 126 x 11 Zentimeter groß und mit 496 Kilogramm auch vergleichsweise leicht. Damit würde es auch in einen Kompaktwagen passen.

Die Energiedichte der Hochspannungsbatterie beziffert Mercedes auf knapp 400 Wh/l, die Betriebsspannung liegt bei über 900 Volt. Zur Energiedichte soll unter anderem der Verzicht auf Module beitragen: Die Zellen seien direkt zum Akkupaket zusammengebaut worden; im Fachjargon nennt sich das „Cell-to-Pack-Ansatz“. Lieferant der Hardcase-Zellen ist der chinesische Hersteller von Lithium-Ionen-Akkus CATL. Auf Kühlflüssigkeit und -leitungen kann Mercedes bei diesem Ansatz komplett verzichten. Denn der Akku soll lediglich passiv durch den Fahrtwind an seiner Unterseite gekühlt werden.

Zur Zellchemie äußert sich Mercedes zwar nicht, doch soll es „nichts Exotisches“ sein. Allerdings soll eine Anode mit hohem Silicium-Anteil verwendet werden, statt wie bislang mit Graphit. Silizium ist zwar nicht leichter als Graphit, ein Silizium-Atom kann aber vier Lithium-Ionen speichern, während sechs Graphitatome nötig sind, um ein Lithium-Ion unterzubringen. Theoretisch lässt sich so mit Siliziumanoden bis zu zehn Mal mehr Strom bei gleichem Volumen speichern als mit herkömmlichen Graphitanoden.

Batterieeffizienz im Vergleich zwischen EQS und EQXX (Grafik: Mercedenz-Benz)

Weitere effizienzsteigernde Maßnahmen

Für eine zusätzliche Reichweite sorgt ein fest eingebautes Solardach. Die 117 „ultradünnen“ Solarzellen speisen dabei nicht die Antriebsbatterie, sondern die 12‑Volt-Batterie, die Nebenverbraucher wie das Navigationssystem mit Strom versorgt. Die Hochvoltbatterie wird dadurch entsprechend entlastet. Insgesamt soll das Solardach die Reichweite um mehr als zwei Prozent erhöhen. Das macht laut Mercedes bei einer Fahrstrecke von über 1.000 Kilometer gute 25 Kilometer aus.

Mit rund 1.750 Kilogramm ist der viertürige EQXX für ein E-Auto vergleichsweise leicht. Erreicht wird das unter anderem mit einer neuartigen Konstruktionsweise der Gussbauteile. Bionisches Gießen nennt sich das, und es erlaubt die Fertigung eines möglichst robusten Bauteils mit möglichst wenig Material. Das bedeutet, dass es Lücken an Stellen hat, an denen keine strukturelle Festigkeit notwendig ist. Dieser Konstruktionsansatz soll zu einer Gewichtseinsparung von bis zu 20 Prozent gegenüber einem konventionell gefertigten Bauteil führen.

Zu mehr Reichweite und geringerem Verbrauch sollen nicht zuletzt auch der aerodynamische Bau des Prototypen sowie ein neues Reifenkonzept beitragen. Entwickelt hat das Mercedes-Benz gemeinsam mit seinem Entwicklungspartner Bridgestone. Die neuen Reifen seien zum einen mit 4,7 Promille sehr rollwiderstandsarm. Zum Vergleich: Das aktuelle EU-Reifenlabel fordert für die Bestwertung in der Klasse A einen Rollwiderstand von 6,5 Promille. Zum anderen seien die Magnesiumräder um bis zu 20 Prozent leichter als herkömmliche Reifen.

Seinen Vision EQXX bezeichnet Mercedes als „Blaupause“. „Viele der innovativen Entwicklungen werden bereits in die Produktion integriert, einige davon auch bei der nächsten Generation der Modularen Architektur für Kompakt- und Mittelklassefahrzeuge von Mercedes-Benz“, sagt Markus Schäfer, Entwicklungs und Einkaufsvorstand der Mercedes-Benz-Gruppe. Die Mercedes Modular Architecture (MMA) soll so etwas wie der Modulare E-Antriebsbaukasten (MEB) von Volkswagen werden. Auf Basis des MEB-Chassis entwickeln die Wolfsburger derzeit die Elektrofahrzeuge der sogenannten ID. Family.

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