Toyota: Batterietechnologien für unterschiedliche Einsatzzwecke

Auf dem Weg in eine möglichst umweltfreundliche Mobilität bietet der Vollhybridantrieb von Toyota bereits heute die Möglichkeit der rein elektrischen Fahrt. In Zukunft werden sich die Nutzungsprofile weiter auffächern und damit Mobilitätslösungen für immer speziellere Einsatzzwecke erFordern. Dies hat Folgen für die Entwicklung der Batterietechnologie.

Der Speicher übernimmt bei der elektrischen Mobilität eine wesentliche Rolle. Er bestimmt die Reichweite des Fahrzeugs. Dabei sind die AnForderungen eines Elektrofahrzeugs und eines Plug-in Fahrzeugs an die Batterie andere als die eines Vollhybriden. Zudem müssen die genutzten Energiespeicher auch den AnForderungen an Kosten, Lebensdauer, Sicherheit und eine effektive Produktion genügen.

Hinsichtlich dieser AnForderungen bleibt die Nickel-Metallhydrid-Batterie für einen Vollhybriden wie den neuen Toyota Prius die beste Lösung. Sie hat ihre Dauerhaltbarkeit in mehr als 10 Jahren Serienproduktion unter Beweis gestellt und wurde dabei immer wieder hinsichtlich Gewicht und Leistungsfähigkeit verbessert. Toyota hat gemeinsam mit Entwicklungspartner Panasonic die Lade- und Entladestrategie während der Rekuperations- und Beschleunigungsphasen so ausgelegt, dass sie ohne Leistungsverluste ein Autoleben überstehen. So gibt es Prius der 1. Generation, die mehr als 700.000 km Laufleistung mit der 1. Batterie zurückgelegt haben.

Bei einem Plug-in-Hybriden, wie ihn Toyota derzeit erprobt, liegt der Fokus der Batterieentwickler auf höheren elektrischen Fahranteilen. Zudem muss die Batterie extern über das Plug-in-Kabel geladen werden können. Entsprechend dieser Vorgaben ist der Grad der Leistungsaufnahme während der Fahrt zu begrenzen, damit die Möglichkeit des Nachladens an der Steckdose gewahrt bleibt. Insgesamt benötigt eine solche Batterie eine höhere Kapazität. Für einen Vollhybriden ohne Plug-in-Funktion wäre diese nutzlos.

Für ein reines Elektrofahrzeug gelten hinsichtlich der Batterienutzung nochmals andere Kriterien. Hier entfällt die Option, während der Fahrt in größeren Mengen Strom zu erzeugen. Der Speicher muss also die Ladekapazität für die gesamte Fahrtstrecke bieten und immer wieder voll entladen und geladen werden. Für diesen Einsatz stellen nach derzeitigem Stand der Entwicklung Lithium-Ionen-Batterien den besten Kompromiss dar.

Weil auch in Zukunft unterschiedliche Mobilitätskonzepte differenzierte Lösungen verlangen werden, setzt Toyota auf Weiterentwicklung der bewährten Nickelmetallhydrid-Batterien (NiMH) und der Lithium-Ionen-Speicher (Li-Ion). Diese werden auch mittelfristig parallel Anwendung finden.

Aus diesem Grund ist auch das neue Batteriewerk, ein Joint Venture mit Panasonic, auf die Herstellung von NiMH- und Li-Ion Batterien ausgelegt. Die Produktion ist bereits angelaufen, ab dem Jahr 2010 können hier bis zu 1 Million Batterien jährlich produziert werden.