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Battery Day: Tesla stellt brandneue Fahrzeug- und Batteriearchitektur vor

Tesla Gigafactory 4. (Bild: Tesla)
Lesezeit: 7 Min.
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Anlässlich des Battery Day hat Elon Musk eine neue Fahrzeugarchitektur, neue Batterien und neue Produktionsverfahren vorgestellt. Bis 2030 will Tesla jährlich Batterien mit drei Terawattstunden Energieinhalt in Autos bauen, die aus einem einzigen Stück Metall bestehen. Quintessenz: Alles wird billiger, besser und in höherer Stückzahl verfügbar.

Mit technischen Problemen startete Teslas Event im kalifornischen Fremont als Drive-in-Veranstaltung in die mitteleuropäische Nacht. Gute zehn Minuten lang gelang es dem Unternehmen nicht, seinen Livestream mit hörbarem Sound auszustrahlen.  Twitter stand kurz davor, ein neues Meme zu erschaffen, da war es überstanden. Einmal hergestellt, schaffte Tesla es, den Ton und das Bild auf einem guten Qualitätsniveau zu halten, wenn auch die diversen Zuschaltungen teils als durchwachsen zu bezeichnen waren.

Shareholder-Meeting stellt Zuschauergeduld auf die Probe

Hatten die meisten Zuschauer sicherlich wegen des Tesla Battery Day eingeschaltet, ließ es sich der Hersteller nicht nehmen, vorher das komplette Shareholder-Jahres-Meeting mit allen Abstimmungen abzuhalten. Das darf man mit Fug und Recht als eine ungewöhnliche Einstimmung auf den mit langem Atem angekündigten Battery Day bezeichnen.

Die Event-Bühne war auf einem Parkplatz errichtet worden. Das Publikum schaute aus den Tesla-Fahrzeugen heraus zu. – Autokino-Feeling. (Screenshot: t3n)

Durch die Kopplung wurden Zuschauer mit den teils sehr kritischen Einreichungen verschiedener Anteilseigner konfrontiert. Zu den krassesten Vorwürfen gehörten wohl jene, die Tesla die aktive Unterstützung von Kinderarbeit in der Republik Kongo vorwerfen. Dort soll das erforderliche Kobalt für die Tesla-Batterien abgebaut werden. Die drastischen Schilderungen von der Arbeit erblindeter und anderweitig beeinträchtigter Kinder kann kein denkender Marketingmann freiwillig in den Kontext mit dem Battery Day gesetzt haben wollen.

Elon Musk rast durch Jahresrückblick

Alles in allem dominierte jedoch die bürokratische Abwicklung des Shareholder-Meetings mit einem nachfolgenden Jahresrückblick, den Elon Musk eher stichpunktartig durchging. So lobte er den schnellen Aufbau der Fabrik in China. Neben Einblicken in den Stand der Entwicklung des Model Y und einem Blick auf die Solarprodukte des Unternehmens gab Musk einen betriebswirtschaftlichen Ausblick.

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Nach seiner Einschätzung trete Tesla nun aus dem Zustand der technischen Dominanz in eine Phase der Skalierung ein. Die müsse von einer möglichst weitgehenden Autonomie begleitet werden. Deshalb müsse Tesla mindestens eine Fabrik pro Kontinent bauen. Der Erfolg in der Coronakrise gebe dem Unternehmen Recht. Während andere Hersteller eingebrochen seien, sei Tesla trotz Pandemie gewachsen.

Tesla wächst in der Pandemie. (Screenshot: t3n)

Hatte Musk zu Beginn seiner Präsentation noch versprochen, den Jahresrückblick und den perspektivischen Ausblick kurzzuhalten, verlor er sich im Laufe der scheinbar endlosen Slides immer stärker in altbekannten Lobhudeleien und Phrasen wie der Charakterisierung eines Teslas als „Laptop auf Rädern“. Das einzig Schnelle in dieser Phase des Events war die Geschwindigkeit, mit der Musk sprach. Hätte er weniger gesagt, wäre das in einer normalen Sprechgeschwindigkeit möglich gewesen, ohne mehr Zeit zu beanspruchen.

Eventuell hatte Tesla darauf spekuliert, dass die Zuschauer nach dem staubtrockenen Jahres-Meeting und dem langatmigen Rück- und Ausblick vor lauter Dankbarkeit nahezu alles abfeiern würden, was Elon Musk vorstellen würde. Schon im Laufe des Vortages hatte Musk versucht, die Erwartungen an den Battery Day wieder zu dämpfen, nachdem er zuvor monatelang geradezu sensationelle Ankündigungen versprochen hatte.

Tesla Battery Day: Musk stellt neue Batterie, neue Produktionsmethoden und neue Fahrzeugarchitektur vor

Elon Musk will den Erfolg seines Unternehmens danach messen, wie schnell es gelingt, auf erneuerbare Energien umzusteigen und wie stark der globale Einfluss Teslas auf diesen Umstieg ist. Tesla will nicht nur Teil der Umstellung sein, sondern sie in allen Wirtschaftsbereichen nachhaltig beschleunigen. Diese Sicht auf die Dinge ist wichtig für das Verständnis dessen, was Tesla vorhat. So will Tesla also die Wandlung hin zum klimaneutralen Transport beschleunigen.

Auf dem richtigen Weg: Wandel findet statt, geht Tesla aber nicht schnell genug. (Screenshot: t3n)

Die Terawattstunden-Batterie

Dazu soll die Erzeugung von Solarenergie erhöht, deren Speicherung ermöglicht und mehr elektrische Autos genutzt werden. Die Speicherung der Energie soll in Batterien erfolgen. Das Ziel ist die Terawattstunden-Batterieproduktion sowie die Konvertierung des Stromnetzes.

Die aktuellen Batterien seien dafür ungeeignet. Sie speichern nicht genug Energie, sie seien zu teuer und ließen sich schlecht skalieren. Deshalb müsse die Batterie komplett neu gedacht und die Produktion so umgestellt werden, dass möglichst viele dieser neuen Batterien hergestellt werden können.

Das zweite Ziel ist also die bezahlbare Batterie. Zwar würden die Kosten pro Kilowattstunde seit Jahren fallen. Dies geschehe aber viel zu langsam. Nun wolle Tesla nach der Herstellung von Autos auch die Herstellung von Batterien revolutionieren und habe einen Plan entwickelt, der die Kosten pro Kilowattstunde halbieren soll.

Teslas bisherige Bilanz. (Screenshot: t3n)

Kleinere Batterie, mehr Leistung

In der Vergangenheit habe Tesla mehr Kapazität lediglich durch größere Batterien erreichen können. Das würde allerdings nicht skalieren, weil mit immer größer werdenden Zellen auch größere Probleme in mehreren Bereichen, unter anderem mit Blick auf die Hitzeentwicklung, auftreten würden.

Das Ziel müsse also darin bestehen, Batterien leistungsfähiger zu machen, ohne den Formfaktor zu verändern oder ihn zumindest nicht größer werden zu lassen. Teslas Batterie der Zukunft basiert auf einem neuen zylindrischen Zellaufbau, der bei kleineren Batterien mehr Leistung erlaubt.

Die neuen 4680-Module Teslas sollen fünfmal mehr Energie und 16 Prozent mehr Reichweite bringen und dabei nur 80 Millimeter hoch und 46 Millimeter im Durchmesser sein. Die Produktion dieser neuen Zellen hat Tesla bereits gestartet. Allein die Veränderung des Formfaktors soll 14 Prozent der Kosten pro Kilowattstunde senken.

Teslas neue zylindrische Batterie. (Screenshot: t3n)

Batterieproduktion neu gedacht

Der zweite Schritt der Kostensenkung soll über ein spezialisiertes Batteriezellwerk erreicht werden. Tesla hat sich eine Flaschenfabrik zum Vorbild genommen. Das Ziel sei, so viele Batterien wie möglich in so kurzer Zeit wie möglich zu produzieren. Dafür habe Tesla den Produktionsprozess komplett neu gedacht. Ein wesentliches Element dabei sei die Trockenbeschichtung der Batteriefolien, anstelle der bisherigen Nassverarbeitung. Dadurch würden teure Produktionsschritte entbehrlich. Das Verfahren sei noch in der Erprobung und bislang nicht serientauglich.

Die Produktion der neuen 4680-Module läuft bereits. (Screenshot: t3n)

Der Zusammenbau der Zellen zu vollständigen Batterien soll über eine komplett neu konzipierte Assembly-Line erfolgen, die den Zusammenbau in voller Bewegung erledige und damit hohe Mengen an Output erzeugen könne. Tesla will die einzelne Batteriefertigung so schnell machen, dass eine Fabrik den Output erzeugen kann, für den bislang mehrere Fabriken erforderlich sind. Die Qualitätssicherung, den Schritt, in dem Zellen ge- und entladen werden, skaliere Tesla ebenfalls.

Tesla will in absehbarer Zeit seine Gigafactories in Terafactories umbenennen können. Bislang rechne der Hersteller seine eigene Zellproduktion noch in Gigawattstunden pro Jahr. Bis zum Jahr 2022 sollen rund 100 Gigawattstunden pro Jahr produziert werden. Im Jahr 2030 solle der Output drei Terawattstunden erreichen.

Trocken- statt Nassbeschichtung spart Produktionskosten. (Screenshot: t3n)

Änderungen im Materialmix

Bei den Materialien will Tesla Grafit durch Silizium ersetzen und dabei bestehende Komposite entbehrlich machen. Silizium würde dabei als Rohmaterial für die Anode verarbeitet. Die Kosten pro Kilowattstunde sänken dadurch auf 1,20 Dollar pro Kilowattstunden. Die Kathodentechnik will Tesla ohne Kobalt und unter stärkerem Nickeleinsatz unter Beifügung weiterer Metalle herstellen und dabei den Herstellungsprozess komplett neu konzipieren. Ein neues Kathodenwerk soll im Zusammenhang mit der geplanten neuen Batteriezellfabrik entstehen.

Tesla stellt auf die Verwendung von Rohsilizium um. (Screenshot: t3n)

In gleicher Weise will Tesla die Lithiumbereitstellung vereinfachen. Dazu hat der Hersteller eine neue Methode der Lithiumgewinnung entwickelt, die keine Säuren benötigt, sondern eher wie eine Saline funktioniert und beim Abbau keine Umweltbrachen hinterlassen soll.

Neben der Gewinnung von Metallen aus der Umwelt will Tesla vor allem Metalle aus dem Recycling alter Batterien verwenden. Diese Methoden würden nach eigener Einschätzung langfristig zu einer Art Perpetuum Mobile führen. Die Recyclingmaterialien würden dann der Bedarf bei der Produktion decken, so dass kein weiterer Abbau der Materielien aus der Umwelt erforderlich würde.

Lithiumgewinnung nach dem Salinen-Prinzip. (Screenshot: t3n)

Neue Fahrzeugarchitektur macht Batterien konstruktiv

Mit dem Maßnahmenbündel habe Tesla rechnerisch bereits die Halbierung der Kosten erreicht. Den letzten Schritt soll eine neue Konstruktionsmethode bringen. Hierzu habe Tesla eine Aluminiumlegierung entwickelt, die ohne Hitzeeinwirkung verarbeitet werden kann und dabei besonders stabil sein soll. In speziellen Maschinen sollen Tesla-Fahrzeuge künftig aus einem einzigen Vorder- und einem Hinterteil bestehen.

Die Batterien in den Autos sollen dabei konstruktiven Charakter erhalten und dadurch keine stabilisierenden Strukturen mehr benötigen. Die Batterien würden zwischen die Karosserieteile geklebt, was zu einer stabilen Bodenkonstruktion führen soll. Die Stabilität soll sogar höher als bei einem konventionellen Auto sein. Das Fehlen der zusätzlichen Strukturen erlaube flexiblere Konstruktionen und leichtere Fahrzeuge. Ebenso könnten mehr Zellen untergebracht werden.

Oben: Bisherige Verarbeitung, unten: strukturelle Batterie als Teil der Konstruktion. (Screenshot: t3n)

Neben den individuellen Vorteilen im Fahrzeug soll diese Architektur auch die Produktion der Autos erleichtern. Mit dieser neuen Architektur will Tesla eine 56-prozentige Kostenreduktion pro Kilowattstunde sowie eine fast 50-prozentige Reichweitensteigerung pro Auto erreichen.

Perspektive auf drei Jahre ausgerichtet

Alle Vorteile aus den neuen Konzepten sollen in etwa drei Jahren erreicht werden. Erste Erfolge will Musk in einem Jahr bis 18 Monaten präsentieren. Die Umstellung benötige jedoch einige Zeit.

Der neue „Tesla-Unibody“. (Screenshot: t3n)

In der langfristigen Perspektive sollen die Produktionsumstellungen laut Musk dazu führen, dass ein Elektroauto billiger herzustellen sein wird als ein Verbrenner. Gleichzeitig seien diese Fahrzeuge mit höherer Leistung und höherer Reichweite ausgestattet. Schon im Jahr 2021 könnte Tesla ein Elektroauto zu einem Preis von 25.000 Dollar auf den Markt bringen, das trotz des im Vergleich deutlich geringeren Preises vollautonom fahren und mehr Reichweite und Leistung bringen würde als bisherige Modelle des Herstellers. Einen Namen hat dieses vage angeteaserte neue Modell noch nicht, wie Musk auf Nachfrage aus dem Publikum klarstellte. Die konkrete Ankündigung eines neuen Tesla-Modells stellte die beiläufige Bemerkung sicherlich nicht dar.

Am Ende ist Teslas Battery Day ein Feuerwerk massiver Innovationen in allen Produktionsbereichen moderner Elektroautos geworden. So hat Tesla eine komplett neu konzipierte Batterieproduktion vorgestellt, die mit allen bisherigen Konventionen bricht. Auf der Ebene des Fahrzeugs macht Tesla Batterien zum konstruktiven Bestandteil der Karosserie. Das sind große Veränderungen. Und: Alles wird billiger!

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9 Kommentare
Johannes
Johannes

Silicon = Silizium, nicht Silikon!

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Nic
Nic

Schöne und ausführliche Zusammenfassung. Vielen Dank dafür!

P.S. Statt Silikon ist doch sicherlich Silizium (engl. »silicon«) gemeint, oder? ;-)

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Blacky Forest
Blacky Forest

Silikon oder Silizium?! Es ist eine Silizium-Anode und Silikon wird wohl eher durch Übersetzungsfehler verwendet.

Antworten
Val
Val

Moin,
bleibt doch bitte bei der Wahrheit.

„“ Grafit durch Silikon ersetzen und dabei bestehende Komposite entbehrlich machen. Silikon wird dabei als Rohmaterial für die Anode verarbeitet.““

Mit Silikon kann man beispielsweise Fugen im Bad abdichten oder die Leere im Kopf mittels aufgefüllter Oberweite präsentieren.
Silikon ist ein Isolator, als Anode somit wenig sinnvoll.

Ach ja, wären tatsächlich Batterien verbaut, käme man nicht weit.
Wie selbst meine kleine Tochter verstanden hat, lassen sich Batterien nicht wieder (auf)laden.

Um Herrn Nuhr zu zitieren: „“wenn man keine Ahnung hat, einfach…. „“

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Joe
Joe

silicon = Silizium
silicone = Silikon

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Claudia Wieschollek

Danke für eure Kommentare – da ist tatsächlich ein Übersetzungsfehler passiert. Haben wir soeben angepasst und keine Sorge, wir haben natürlich Ahnung von dem, über das wir schreiben. Fehler passieren, vor allem mitten in der Nacht :)

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Dieter Petereit

Ich bin der Schuldige. Natürlich kann ich Silikon von Silizium unterscheiden. Aber am Ende einer 18-Stunden-Schicht ist mir der durchgegangen. Wenns dabei bleibt, würde ich sagen, ist das ein gutes Ergebnis. Denn der Battery Day war ja gespickt mit Komplexität. Ich entschuldige mich bei allen Ingenieuren, die ich unwillentlich in die Nähe von Verfugern gerückt habe.

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Doc Who
Doc Who

Bitte um Nachsicht mit der Redaktion. Vermutlich musste der Artikel zu extrem früher Stunde erstellt werden.
Denke soweit der IQ über der Schuhgrösse liegt, wird das so erkannt. Gleich drei Kommentatoren haben das bemerkt. Dickes Lob ;-)
TESLA zeigt das was andere Unternehmen wie z.B. Apple und die hiesige Verbrennerindustrie seit langem vermissen lassen. Innovation.

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Dieter Petereit

Danke für das Verständnis. Es war 1 Uhr und der Arbeitstag war da bereits 18 Stunden lang gewesen.

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