Batterieentwicklung bei Toyota Im Herzen der Hybridwelt

1,8 Millionen Autos mit Hybridantrieb hat Toyota bisher verkauft - bald kommt die dritte Generation des Hybridmodells Prius auf den deutschen Markt. Die Akkus für das Auto baut Toyota in einer Batteriefabrik in Kosai - SPIEGEL ONLINE war vor Ort.

Hier ist das Herzland der Hybridtechnologie. In Kosai, etwa 300 Kilometer südwestlich von Tokio gelegen, werden mehr als 80 Prozent aller weltweit in Hybridautos verwendeten Batterien hergestellt. Bei PEVE, einem Joint Venture von Toyota (60 Prozent) und Panasonic (40 Prozent), sollen 2010 erstmals mehr als eine Million Batterien entstehen. Nur wenige Kilometer von der Hightech-Anlage entfernt liegt übrigens das Geburtshaus des Firmengründers Sakichi Toyoda, das heute ein Museum beherbergt. Bereits 1925 hatte der wackere Erfinder, aus dessen Webstuhl-Manufaktur bis heute der größte Autokonzern der Welt wurde, erkannt, dass ein leistungsfähiger Stromspeicher eine Schlüsseltechnik der Zukunft sein würde.

Toyoda lobte damals ein Preisgeld von einer Million Yen aus für denjenigen, der eine Batterie erfinden würde, die 36 Stunden lang eine Leistung von 100 PS liefert und nicht mehr als 225 Kilogramm wiegt. Heute, mehr als 80 Jahre später, gilt diese Herausforderung noch immer. Weshalb die Ingenieure bei Toyota gern von der "Sakichi-Batterie" sprechen, wenn es um die Stromspeichertechnik der Zukunft geht.

Gegenwärtig gelten Nickel-Metall-Hydrid-Batterien als tragfähigste Lösung für den Einsatz im Automobil - jedenfalls wenn es sich um so genannte Voll-Hybrid-Fahrzeuge handelt. Autos also, die nicht nur konventionell und mit einem Mix aus herkömmlichen und elektrischen Antrieb, sondern auch rein elektrisch fahren können. "Wir arbeiten auch an Lithium-Ionen-Akkus für den Einsatz im Auto, aber derzeit sind sie aus Kosten- und Haltbarkeitsgründen noch nicht reif genug für unsere Ansprüche", sagt Masatami Takimoto, Entwicklungsvorstand von Toyota.

Zwar setzt das Unternehmen bereits Lithium-Ionen-Batterien im japanischen Kleinwagen Vitz (dem hiesigen Yaris) mit Start-Stopp-System ein, und auch eine Serie von 500 sogenannten Plug-In-Hybridmodellen des Prius wird aktuell mit Akkus dieses Typs ausgerüstet - doch Nickel-Metall-Hydrid-Batterien gelten für die japanischen Hybridexperten nach wie vor als Optimum für den Einsatz im Auto. Zumal die Entwicklung dieses Stromspeichers seit dem Debüt in der ersten Prius-Generation 1997 enorme Fortschritte gemacht hat.

Fortschritte beim Nickel-Metall-Hydrid-Stromspeicher

Die Größe der Batterie zum Beispiel schrumpfte seither um ein Drittel, während parallel dazu die Leistung auf aktuell 27 kW stieg. Das gesamte Hybridsystem des neuen Prius wiegt im Vergleich zu dem im Vorgängermodell 30 Kilogramm weniger, was vor allem an einem optimierten Elektromotor liegt, aber auch an einer etwas leichteren Batterie, die übrigens nur noch aus 168 Zellen statt zuvor 228 Zellen besteht. Und die Spannung des Systems stieg von 288 Volt bei der ersten auf 500 Volt bei der zweiten und nun 650 Volt bei der dritten Generation.

"Mit dem Prius", so hört man häufig von Konkurrenzfirmen, "verdient Toyota kein Geld", das Auto sei ein Verlustgeschäft. "Machen Sie sich keine Sorgen, das Auto ist sehr wohl profitabel", winkt Entwicklungschef Takimoto ab. Und Takeshi Uchiyamada, Toyota Produktionsvorstand und ehemals Entwicklungschef des ersten Prius, sekundiert: "Seit 2001 wirft das Hybridmodell Gewinn ab." Kurz zuvor war eine neue Batterie für den elektrischen Antrieb eingeführt worden: Der neue Stromspeicher hatte keine zylindrischen Zellen mehr, sondern rechteckige. Das senkte den Produktionsaufwand und damit den Preis. Eine Batterie für den Prius kostet heute nur noch ein Viertel dessen, was sie 1997 kostete, als der erste Prius auf den Markt kam.

Toyota setzt mittelfristig auf beide Batteriekonzepte

Nach Angaben von Koei Saga, dem Chef der Batterieentwicklung bei Toyota, werde das Unternehmen auf absehbare Zeit beide Batterietypen - Nickel-Metall-Hydrid und Lithium-Ionen - weiterentwickeln, bauen und verkaufen. Es komme auf den jeweiligen Einsatzzweck im Auto an, welcher Typ besser geeignet sei. Um Toyotas Fortschritte auf dem Gebiet der effizienten Stromspeicherung zu beschleunigen, wurde vor einem Jahr ein neues Forschungszentrum für Batterien in Susono eröffnet; derzeit arbeiten dort 50 Experten, bis zum nächsten Jahr sollen es 100 Entwickler sein.

"Es ist am Ende gar nicht so wichtig, ob nun eine Nickel-Metall-Hydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Technologie zum Einsatz kommen. Wichtig ist vielmehr, dass die Hybridisierung des Autos voranschreitet, um die Energieeffizienz zu steigern", sagt Batterie-Entwicklungschef Saga. In Japan funktioniert das bereits zufriedenstellend. Im schwächelnden japanischen Markt war im Mai der neue Toyota Prius das meistverkaufte Auto (10.915 Exemplare), obwohl der Verkauf erst am 18. des Monats begonnen hatte. Und ein anderes Hybridmodell, der Honda Insight, lag auf Platz drei (8183 Exemplare). Das Herz der Hybridwelt schlägt zweifellos hier.

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