TU Berlin: Batteriewechsel für E-Lkw ist tragfähiges Konzept

Bei der Elektrifizierung des Güterverkehrs können neben Schnellladesäulen auch Wechselstationen für standardisierte Batterien, platziert an Autobahnen und Logistikzentren, einen wichtigen Beitrag leisten. Dies ist das zentrale Ergebnis des Projekts „eHaul“ an der TU Berlin, dessen verlängerte Praxisphase im Januar abgeschlossen wurde. Im Nachfolgeprojekt „UniSwapHD“ haben die Wissenschaftler bereits eine DIN-Norm für Batteriewechselsysteme auf den Weg gebracht.

Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts stand die erste automatisierte Batteriewechselstation für E-Lkw in Europa, aufgebaut in Lübbenau/Spreewald, etwa 90 Kilometer südöstlich von Berlin. Prof. Dr. Stefanie Marker, Dozentin an der TU Berlin: „Wir haben eigentlich etwas gemacht, was in der Industrie nicht üblich ist. Dort wird ein Prototyp erstmal im Labor dauerbelastet, um seine Praxistauglichkeit zu testen. Wir sind gleich damit in die Praxis gegangen.“ Dafür seien die Ergebnisse jetzt auch besonders aussagekräftig.

Batteriewechsel innerhalb weniger Minuten

Die wichtigste Erkenntnis: Der vollautomatisierte Batteriewechsel an schweren europäischen E-Lkw ist im Praxisbetrieb innerhalb weniger Minuten möglich. Damit stelle der Batteriewechsel eine relevante Ergänzung zum Schnellladen dar, das deutlich länger dauert und hohe Ladeleistungen erfordert, die bei stockendem Netzausbau auch nicht flächendeckend verfügbar sind.

Der Praxisbetrieb der automatisierten Batteriewechselstation startete Ende 2023 mit Beteiligung von Unitax Pharmalogistik und Reinert Logistic. „Wir haben sehr viel gelernt“, bekräftigt Stefanie Marker. „Das Konzept wurde für den Serienbetrieb in unserem Nachfolgeprojekt ‚UniSwapHD‘ nochmals weiterentwickelt, auch gemeinsam mit europäischen Lkw-Herstellern. Ein Weiterbetrieb der ersten Station mit öffentlichen Mitteln sehen wir daher als nicht mehr gerechtfertigt an. Vielmehr sollte nun der Fokus auf der Kommerzialisierung des skalierungsfähigen Systems liegen.“

Die Wechselstation in Lübbenau wird nun in Teilen zur Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) transportiert, um dort in einer weiteren Forschungskooperation Verwendung zu finden. Die Erkenntnisse aus Projektarbeit, Testphase und Weiterentwicklung sollen in ein „Wechselsystem 2.0“ einfließen, das die ins Leben gerufene E-Haul GmbH (eine Ausgründung der TU Berlin) noch im Jahr 2026 vorstellen will.

„Wir favorisieren in der neuen Station einen Wechsel der Batterien von unten statt wie jetzt von der Seite. Dies bringt Vorteile in den Bereichen Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit sich“, erklärt Marker. Mit dem neuen Konzept und einer noch stärkeren Automatisierung soll der Batteriewechsel in weniger als fünf Minuten möglich sein – und zwar so, dass der Fahrer sitzen bleiben kann.

In China bereits weit verbreitet

Das Bundeswirtschaftsministerium (BMWE) hatte das eHaul-Projekt mit fünf Millionen Euro gefördert. Die neu gegründete E-Haul GmbH sucht nun Kapitalgeber, um ein ganzes Netz von Wechselstationen realisieren zu können. E-Haul-Geschäftsführer Dr-Ing. Jens Jerratsch ist zudem federführend beim Projekt UniSwapHD an Bord, das ebenfalls vom BMWE gefördert wird und mit Vertretern der Automobil- und Logistikindustrie einen einheitlichen Standard für Lkw-Wechselbatterien definieren soll. Eine daraus resultierende DIN-Spezifikation „DIN SPEC 91533“ als Vorläuferin für eine Norm wird voraussichtlich noch im ersten Quartal 2026 veröffentlicht.

„Solche Normungsverfahren sind für die deutsche und europäische Industrie sehr wichtig, auch im Hinblick darauf, dass in China bereits Batteriewechselsysteme flächendeckend existieren und ein Drittel aller seit 2023 neu zugelassenen E-Lkw diese nutzt“, sagt Jerratsch. Auch wenn die Marktbedingungen nicht eins zu eins vergleichbar seien, zeige China hier einmal mehr Innovationskraft und Pragmatismus bei der Skalierung der Elektromobilität.

Weitere Informationen:
„Masterplan Ladeinfrastruktur 2030“ auch mit Batteriewechsel-Idee