Porsche: Perfektion auch beim Akku
Was sich nach einem Werbeversprechen anhört, ist in Wahrheit das Ergebnis von Hightech, Härtetests und einer gehörigen Prise von „porschigem Perfektionismus“ – gepaart mit sehr viel Physik, wie Dr. Matthias Goldsche und Carlos Alberto Cordova Tineo erklären. Gemeinsam bilden sie das Duo, das den Porsche-Akkus Beine macht – und zwar schneller, robuster und schlauer als je zuvor.
Der Akku will eigentlich gar nicht geladen werden
Akkuexperte Carlos Alboreto Cordova Tineo ist seit fast 8 Jahren bei Porsche und war zuvor für die 12V-Starterbatterien zuständig. Jetzt verantwortet er alle die Antriebsakkus aller Baureihen. Und er räumt gleich mal mit vielen Vorurteilen auf und findet herrliche Bilder für Basics. Bitterer Fakt: Schon in der ersten zwei bis zwölf Monaten gibt es bei allen Zellen einen sogenannten „Initial drop“, den Cordova mit und zwei bis fünf Prozent Kapazitätsverlust beziffert. Den kann man etwas reduzieren, wenn man die Zellen dramatisch langsamer und aufwändiger und damit viel teurer fertigen würde. Doch nach diesem Initial drop hält die Zelle in der Regel ihre Kapazität. Woher kommt dieser „Initial drop“? Ganz am Anfang findet an den Teilchen ein Plating-Prozess statt, bei dem sich etwas Lithium um die Partikel legt und damit „verbraucht“ wird. Der Lithiumgehalt ist für die Kapazität der Akkus verantwortlich. Aber dieser Prozess stoppt dann – trotzdem sollte man die Akkus gut behandeln und dazu gibt Cordova viele Tipps und interessanterweise lässt sich davon vieles auf den Menschen übertragen.
Der mag es gar nicht, wenn er gehetzt wird und es heiß ist. Worst Case für den Akku ist deshalb: Immer nur Schnellladen, dann über die Autobahn zur Rennstrecke kacheln, dort Rundenrekorde erprügeln, wieder Schnellladen und über die Autobahn Vollgas zurück. Dann hat der Akku immer richtig schön Stress und bleibt immer in hohen Temperaturfenstern. Dann kann es im Extremfall zum plötzlichen Batterietod kommen, wenn eine Zelle den Geist aufgibt, denn: Die Akkugesundheit orientiert sich immer am schwächsten Glied.
Er reicht eine Pouchzelle des Taycan herum, die rund 900 bis 920 Gramm wiegt – in jedem der 33 Module sind je 12 Zellen verbaut. Sodass der Akku auf Zellebene 356,40 Kilogramm wiegt, woraus durch die Kühlung, Steuerung und den Sicherheitskäfig mehr als 600 Kilogramm werden…
Und: Lithium-Ionen-Zellen sind im Grunde genommen Zicken – sie wollen gar nicht geladen werden. Eigentlich streben die Ionen lieber zurück zur Kathode. Porsche zwingt sie trotzdem mit sanfter Gewalt – und sorgt dafür, dass die Zellchemie das auf Dauer auch verkraftet. Der sogenannte „Initial Drop“ – ein frühes Absacken der Kapazität um 2–5 % – ist bekannt und wird direkt bei der Fertigung einkalkuliert. Danach aber sorgt ein patentiertes Batterie-Management dafür, dass die Alterung gebremst wird: Die Akkus schont es, wenn man sie bei 80–90 % Ladezustand hält und Porsche sorgt soweit möglich für eine optimale Zelltemperatur von 25–30 °C und einen Regelalgorithmus, der auf Nutzerverhalten abgestimmt ist.
Zellen im Härtetest – vom „Coffeebag“ bis zur Rennstrecke
Ob Rund-, Pouch- oder prismatische Zellen: Porsche setzt je nach Fahrzeugkonzept auf verschiedene Bauarten. Im Taycan etwa sind es 396 Pouchzellen in 33 Modulen – liebevoll auch „Coffeebags“ genannt. Die wiegen in Summe über 600 Kilogramm, inklusive Kühlung, Sicherheit und Steuerung. Damit sie nicht vorzeitig den Geist aufgeben, werden sie in internen Tests bis an ihre Grenzen gequält: Temperaturen zwischen -30 und +100 °C, Schnellladen bis zu 320 kW, Vollgas auf der Teststrecke und Lagerung bei 60 °C mit vollem Ladezustand. All das über viele Ladezyklen und bis zu 300.000 Kilometer.
Cordova bringt es bildlich auf den Punkt:
„Der Akku ist wie der Mensch – der mag es auch nicht, wenn’s heiß ist und er ständig unter Strom steht.“ Wer also ständig von HPC zu HPC hetzt und dazwischen auf der Rennstrecke Rundenrekorde jagt, stresst den Akku maximal. Und wenn eine Zelle aufgibt, war’s das – denn: Der Akku altert immer so schnell wie sein schwächstes Glied.
Fortschritte mit System – schnell, kühl, effizient
Damit das nicht passiert, hat Porsche ein Batterie-Management-System entwickelt, das kontinuierlich Strom, Spannung und Temperatur reguliert – sogar im Stand. Neue Zellmodule im Taycan bieten geringeren Widerstand und höhere Ladeleistung. Eine auf 10 kW verbesserte Kühlplatte sorgt für kürzere Ladezeiten: Statt 21,5 Minuten dauert’s jetzt nur noch 18 Minuten von 10 auf 80 Prozent. Zudem wurde die Zahl der Module beim Umstieg vom Taycan zum neuen Macan von 33 auf 12 reduziert – weniger Gewicht, weniger Komplexität.
Dezente Vorhersagen zum Swee Spot und zum Festkörperakku
Und wie weit kommt man nun? Laut Goldsche liegt der „Sweet Spot“ dereinst bei 800 km nach WLTP, heißt 500 km realer Reichweite – mehr braucht kaum jemand: Nur 2 % der Fahrten überschreiten 300 km. Deshalb setzt Porsche lieber auf eine nicht zu stressige Schnellladung als auf immer größere Akkus. Auch künftig.
Womit die Frage nach den Festkörperakkus auftaucht: Carlos Alboreto Cordova Tineo lächelt und erklärt bestimmt, das die „irgendwann“ kämen und ja, die hätten noch viele Vorteile bezüglich Sicherheit und Lademöglichkeiten – seien aber eben noch nicht spruchreif. Denn in der Regel kommunizieren die Perfektionisten in Weissach nur, was sie sicher sagen können.
Was bedeutet das?
Die Batterie im Porsche ist kein Zufallsprodukt – sie ist das Ergebnis aus High-End-Engineering, neuronalen Netzwerken, komplexer Testmethodik und dem Willen, „neue Wege zu gehen“, wie es einst Ferry Porsche forderte. Am Ende bleibt ein Akku, der zwar nicht gerne geladen wird, es aber immerhin 15 Jahre lang zuverlässig mitmacht. Vorausgesetzt, man behandelt ihn gut.
