Modularer Elektrobaukasten (MEB) für VW E-Autos

550 km WLTP-Reichweite, Preise wie beim Diesel

Modulare Elektrifizierungsbaukasten VW MEB VW MEB VW MEB 35 Bilder

Der VW-Konzern hat für seine Elektroautos der I.D.-Familie den Modularen Elektrobaukasten (MEB) entwickelt. Wir stellen die Technik vor, die ab 2019 Serien-Elektroautos in Golf-Größe mit einer WLTP-Reichweite von bis zu 550 Kilometer zum Preis eines vergleichbaren Golf Diesel auf die Straße bringen soll.

Das Elektroauto kommt. Nur wann und wie viele – das ist für viele Hersteller derzeit noch schwer abzuschätzen. 2017 rechnete der Volkswagen-Konzern für 2025 mit einem E-Auto-Anteil von 15 bis 25 Prozent. Inzwischen glaubt VW an einen Absatz von 100.000 E-Fahrzeugen im ersten vollen Verkaufsjahr der I.D.-Modelle (2020) und eine Jahresstückzahl von einer Million I.D.-Modelle bis 2025. Das soll die Kosten für die Elektroautos bis zum Jahr 2025 um etwa 35 Prozent senken und sie damit bezahlbarer machen. Der erste I.D., ein Kompaktwagen, der noch unter dem Namen Neo firmiert (nicht die Verkaufsbezeichnung) soll nicht teurer als ein heutiger Golf mit gleich starkem Dieselmotor sein. Das wären etwa 28.000 Euro Basispreis, etwa 7000 Euro weniger, als etwa Tesla für das Model 3 aufruft.

VW haben die hohen absoluten Stückzahlen an E-Autos dazu bewogen, 6 Milliarden Euro in die Entwicklung einer eigenen Plattform zu investieren. Eine Entwicklung vergleichbar mit der des Modularen Querbaukastens (MQB), der bereits 2016 für 40 Prozent der vom VW-Konzern verkauften Fahrzeuge die technische Basis bildete. 2018 werden alle Marken des Konzerns insgesamt gut 70 Prozent MQB-Fahrzeuge, also etwa 7 Millionen Stück, verkaufen – das bringt enorme Einsparungen pro Auto. Und war offenbar Inspiration für den MEB.

Andere Hersteller versuchen den Elektroantrieb in ihre konventionellen Baureihen zu integrieren. BMW ertüchtigt beispielsweise sukzessive alle Baureihen für den E-Antrieb. Natürlich haben auch die Münchner Technik-Architekturen für mehrere Modelle. Sie bereiten also die Bodengruppen der Frontantriebsplattform für Mini, BMW 1er und 2er-Vans (UKL, unter Klasse) und der Heckantriebsplattform (3er, bis 8er) für die Aufnahme schwerer Akkus zwischen den Achsen vor. Ausgerechnet die Münchner, die Vorreiter waren beim E-Auto, schwenken um? Bei BMW heißt es dazu mit Blick auf den i3 mit der teuren Karbon-Architektur: „Eine eigene Plattform für Elektroautos? Da sind wir schon drüber hinweg“.

Ein Baukasten mit Heck- oder Allradantrieb

Für den VW-Konzern ergibt der MEB mehr Sinn, weil auf ihm Modelle für viele Marken entstehen können. So werden im ersten VW-Elektroautowerk Zwickau neben dem I.D. Neo auch ein kompakter Elektro-Crossover von Audi und von Seat vom Band laufen. Außerdem bringt eine eigene Bauform die Vorteile des Elektroantriebs voll zur Geltung. Der grundsätzliche Aufbau sieht die schwere Batterie im Fahrzeugboden zwischen den Achsen vor. Das senkt den Schwerpunkt, ebnet den Fahrzeugboden, sorgt raumökonomisch vorteilhaft für einen langen Radstand und kurze Überhänge, Heckmotor- und Antrieb machen den Kardantunnel überflüssig, selbst mit Allradantrieb. Diese Option bringt beim Elektroauto ein zweiter Motor auf der Vorderachse. Genaue Angaben zu den Leistungen der künftigen Serienmodelle gibt es derzeit zwar noch nicht. Sie wird aber bei maximal 150 kW (204 PS) an der Hinterachse sowie 75 kW (102 PS) vorn liegen. Für das Concept Car des Neo gibt VW derzeit 170 PS an. Das Gewicht soll immerhin unter zwei Tonnen liegen, die größeren I.D.-Modelle werden aber sicher mehr wiegen. Trotzdem soll der kompakte I.D. in weniger als 8 Sekunden auf 100 km/h sprinten. Die Höchstgeschwindigkeit regelt VW aber bei 160 km/h ab.

VW I.D. VW Elektroauto-Studie I.D. Emissionsfreier Golf für Millionen?

Für die Raumökonomie ist der neue Elektro-Baukasten ein Segen. Heckmotor und langer Radstand schaffen Platz im Innenraum, der beim I.D. Neo gegenüber dem aktuellen Golf beispielsweise um 60 Millimeter in der Länge wächst. Auch der Kofferraum wird etwas größer. Zum Vergleich: Der Radstand des I.D. Concept Cars misst 2,80 Meter, der des aktuellen Golf 2,62 Meter, obwohl der I.D. mit knapp 4,30 Meter Außenlänge kaum länger ist als der Golf (VII). Der misst 4,25 Meter. Der Serien-I.D. soll sogar geringfügig kürzer werden als der Golf.

Den Allradantrieb braucht man nicht dringend, ist sich Christian Senger, Baureihenleiter für den MEB, sicher. Der Heckantrieb biete dank ausgewogener Gewichtsverteilung und dynamischer Achslastverteilung für die meisten Fahrsituationen ausreichend Traktion, zumal der MEB besonders große Räder (21 Zoll und mehr) erlaubt, die wiederum mehr Reifenfläche mit dem Asphalt Kontakt haben lassen. Außerdem kostet Allradantrieb beim E-Auto Reichweite und konterkariert damit zum Teil eines der Hauptziele des MEB: bezahlbare Reichweite. VW möchte den Elektroantrieb massentauglich machen, der MEB soll ihn quasi demokratisieren.

VW MEB Foto: VW
In diesem 1,30 Meter langen, 1,40 Meter breiten und 14 Zentimeter hohen Kasten sitzen die Batteriezellen.

Die Batterie-Technik des MEB

Das Batteriesystem des neuen Modularen Elektrifizierungs-Baukasten – kurz MEB – ist weniger komplex als bei den Modellen mit Elektroantrieb auf Basis des Modularen Querbaukastens (MQB) und trotzdem deutlich leistungsfähiger. Denn die gesamte Fahrzeugarchitektur ist jetzt an der Batterie im Unterboden ausrichtet und nicht umgekehrt wie bisher beim MQB. Gegenüber dem aktuellen E-Golf erhöht sich die Kapazität beim I.D.-Pendant Neo (mit der kleinsten Batterievariante) von 35,8 kWh auf 48 kWh, das Akkugewicht geht gleichzeitig um 40 Kilogramm auf rund 300 Kilogramm runter.

Da die Batterie wie ein Setzkasten aufgebaut ist, lässt sie sich je nach Fahrzeugmodell oder gewünschter Reichweite in Größe und Kapazität skalieren, indem mehr Batteriemodule hinzugefügt werden. In der größten Ausbaustufe ist die Lithium-Ionen-Batterien für die ID-Familie dann bis zu 111 kWh groß und wiegt 480 Kilogramm – das ist mehr Kapazität als sie die die größte Tesla-Batterie bietet. Ähnlich wie bei den Amerikanern können sich Kunden, die beispielsweise nur in der Stadt unterwegs sind, diese teure und schwere Riesenausbaustufe sparen. Die Reichweite soll nach WLTP zwischen 330 und 550 Kilometern liegen, jeweils abhängig von Akkukapazität und Anzahl der E-Motoren, sprich angetriebenen Achsen.

Ein Kasten mit vielen Batteriezellen

Der Aufbau der MEB-Batterien ist betont simpel gehalten. Anders als bisher sind sämtliche Batteriekomponenten von der Zelle über Steuerelektronik und der Anschlussbox für das Hochvolt- und Niedervolt-Bordnetz in einem Aluminium-Batteriegehäuse mit einem Crashrahmen zusammengefasst. Die großflächige Batteriekühlung befindet sich an der Unterseite des 1,30 Meter langen, 1,40 Meter breiten und 14 Zentimeter hohen Kastens. Die einzelnen Zellmodule sind miteinander vernetzt. Ein neues Batteriemanagement überwacht dauerhaft den Zustand jeder einzelnen Zelle und meldet Defekte oder Unregelmäßigkeiten. Die Batteriemodule können durch einen abnehmbaren Deckel von oben gewartet werden. Optional ist eine Wärmepumpe erhältlich, die die Akkuzellen immer im optimalen Temperaturbereich hält und somit konstante, alltagstaugliche Reichweiten garantieren soll.

Unterschiedliche Zelltypen

Das Batteriegehäuse füllen „Pouch“- oder „prismatische“ Zellen von LG Chem und Samsung. Bei vergleichbarer Zellchemie unterscheiden sich prismatischen und Pouch-Zellen vor allem in ihrer Bauform. Während prismatische Zellen ein festes Metallgehäuse besitzen, sind Pouch-Zellen von einer flexiblen Alufolie umschlossen. Mit beiden lässt sich der vorhandene rechteckige Bauraum des MEB optimal nutzen – mit zylindrischen Zellen geht das weniger gut. Darum verwendet VW diese nicht. Die geringere Oberfläche beschert den zylindrischen Zellen zudem schlechtere Wärmeableitungseigenschaften. Unabhängig von der Bauform setzen sich die VW-Akkus derzeit chemisch aus Nickel, Mangan und Cobalt im Verhältnis sechs zu zwei zu zwei zusammen, kurz NMC 622. Der Cobalt-Gehalt liegt immer bei beträchtlichen 15 Kilogramm.

Ein Wasserstoff-Antrieb per Brennstoffzelle ist im Übrigen für den MEB nicht vorgesehen, um die Kosten niedrig zu halten. Der Einsatz von Feststoffbatterien ist langfristig aber nicht ausgeschlossen.

Die Ladetechnik der I.D.-Modelle – so schnell lädt VW

Die neuen I.D. Modelle verfügen serienmäßig über einen Typ 2-Ladeanschluss mit 11 kW Wechselstrom. Damit dauert eine 80%-Ladung circa vier bis sechs Stunden. Optional werden I.D.-Modelle 3-phasig via CCS-Gleichstromstecker mit bis zu 125 kW laden können. Das bringt erhebliche kürzere Ladezeiten. Die Version mit 400 Kilometer NEFZ Reichweite braucht 15 Minuten für 150 Kilometer Reichweite (NEFZ), nach 30 Minuten sind 260 Kilometer (NEFZ) nachgeladen. Einschränkungen bezüglich der maximalen Anzahl an Schnellladungen wird es nicht geben, besonders schnelle Ladungen mit bis zu 350 kW wie beim Porsche Taycan sind allerdings zunächst nicht vorgesehen. Stattdessen ist die Technologie des MEB langfristig auch auf das Induktiv-Laden vorbereitet. Außerdem können alle ID. Modelle in voraussichtlich zwei einstellbaren Stufen rekuperieren, sprich beim Bremsen Energie erzeugen und speichern.

VW MEB Foto: VW
VW schätzt, dass ein Großteil der ID.-Fahrer nur einmal in der Woche Strom laden muss sowie rund 50 Prozent aller Ladevorgänge zu Hause stattfinden. Daher gehören auch verschiedene Wallboxen künftig zum Angebot der Wolfsburger.

VW schätzt, dass ein Großteil der ID.-Fahrer nur einmal in der Woche Strom laden muss und rund 50 Prozent aller Ladevorgänge zu Hause stattfinden. Daher gehören auch verschiedene Wallboxen künftig zum Angebot der Wolfsburger. Die einfache Version mit Ladeleistungen bis zu 11 kW (AC / Wechselstrom) kostet ab 300 Euro – plus Installationskosten. Es wird aber auch Geräte geben, die mit bis zu 22 kW (DC / Gleichstrom) arbeiten, bidirektionales Laden ermöglichen sowie dank intelligenter Steuerung die Ladevorgänge planen und das E-Auto als Stromspeicher für Überkapazitäten nutzen können.

Abseits des eigenen Heims soll ein in Zukunft ein Online-Service der Volkswagen Mobilitätsplattform „We“ namens „We Charge“ das Laden vereinfachen. Dazu beteiligt sich VW unter anderem an der Plattform „Hubject – eRoaming“, die das anbieterübergreifende Laden von E-Autos in Europa ermöglicht sowie unter anderem die Authentifizierung und Abrechnung vereinfacht. Bezahlt wird im ersten Schritt per RFID oder Smartphone-App, später sind Plug-and-Charge-Lösungen auf Basis der Blockchain-Technologie vorgesehen, bei denen Auto und Ladesäule miteinander kommunizieren und den Bezahlvorgang automatisch regeln.

Außerdem soll die Routenführung optimiert werden, indem das Navigationssystem sinnvolle Ladestopps von Anfang an mit einrechnet. Darin würden unter anderem die Schnellladesäulen von Ionity mit eingeplant. Dieser Joint Venture mehrerer Hersteller hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2020 europaweit 400 Ladestationen mit jeweils bis zu zwölf Ladepunkten an Autobahnen aufzubauen sowie ausschließlich grünen Strom anzubieten.

Over the Air Updates wie bei Tesla

Nachladen lassen sollen sich auch bestimmte Assistenzsystem und Funktionen der I.D.-Familie und zwar per Over-the-air-Update. Soll heißen, wie bei Tesla können I.D.-Kunden Software-Erweiterungen und Updates übers Netz downloaden und ins Betriebssystem des Autos einspielen. Dieses ist neu, nennt sich „vw.OS“ und arbeit mit der ebenfalls neuen End-to-End-Elektronik-Architektur „E3“. Sie besteht aus drei Zentralrechnern, die die Kommunikation zwischen den Steuergeräten, Sensoren und Aktoren übernehmen. Damit ist die MEB-Plattform auch für das autonome Fahren gerüstet, auch wenn das zum Start der Modellfamilie noch nicht möglich sein wird.

Die Modelle des MEB – alle VW I.D.

Dei gemeinsame Baukastentechnik des MEB soll ihn genauso flexibel machen wie den MQB: Die geplante Modellfamilie namens I.D. umfasst schon bislang folgende 5 extrem unterschiedliche Modelle:

VW I.D. (Marktstart 2020)

VW I.D. VW Elektroauto-Studie I.D. Emissionsfreier Golf für Millionen?

Der elektrische Kompaktwagen, außen etwa mit den Abmessungen des Golf (aber 15 Zentimeter kürzer), der Radstand ist hingegen gut 13 Zentimeter größer. Daher soll der I.D. laut VW innen so geräumig sein wie ein Passat. Der Motor (170 PS) sitzt erstmals seit gut 40 Jahren bei einem VW wieder hinten. Natürlich treibt er auch die Hinterachse an. Dank ausgewogener Gewichtsverteilung und der dynamischen Achslastverteilung beim Beschleunigen (0 bis 100 km/h in weniger als 8 Sekunden) soll die Traktion auch für nassen Asphalt ausreichen. Die Höchstgeschwindigkeit gibt VW mit 160 km/h an.

VW I.D. Crozz (Marktstart Ende 2020)

VW I.D. Crozz II VW I.D. Crozz (2020) Das elektrische SUV-Coupé

Das zweite MEB-Auto ist wahlweise ein Crossover oder ein SUV in Coupéform mit Stummelheck, mit gut 4,60 Meter etwa so lang wie ein BMW X4. Mehr als 2,70 Meter Radstand und entsprechend geräumig, der Kofferraum soll mehr als 500 Liter fassen.

Im I.D. Crozz kommt der permanente Allradantrieb mit zwei E-Motoren und einer Systemleistung von 306 PS zum Einsatz. Die Lithium-Ionen-Batterie im Concept Car soll 83 kWh haben, per 150 kW (DC) Ladestation in rund 30 Minuten zu 80 Prozent aufgeladen werden können und für eine Gesamtreichweite von 500 Kilometer sorgen – vermutlich nur, wenn man die Höchstgeschwindigkeit von 180 km/h nicht allzu oft nutzt.

VW I.D. Buzz (Marktstart 2022)

01/2017 VW I.D. Buzz VW I.D. Buzz kommt 2022 Elektrischer T1 wird gebaut

Das Design des Buzz erinnert an den legendären VW Bus T1. Vielleicht kam das Showcar deshalb besonders beim Publikum in den USA gut an. Darum möchte VW-Markenchef Herbert Diess den Serienstart beschleunigen. Das Serienauto wird aber etwas kleiner werden, während das Concept Car des Elektro-Bulli ist mit rund 5 Meter Länge und fast 2 Meter Höhe ein echter Brummer ist. Es hatte ebenfalls den zweimotorigen Allradantrieb. Im Buzz soll die Systemleistung allerdings satte 374 PS betragen, was die höchste von allen bislang gezeigten I.D.-Studien ist.

VW I.D. Aero (2023)

VW I.D. Aero-e Foto: Schulte

Von dieser Mittelklasselimousine mit etwa 4,80 Länge und Oberklasse-Platzverhältnissen ist zum Genfer-Autosalon ein Concept Car zu erwarten. Die Serienversion des „Tesla-Fighters“ kommt aber auf jeden Fall erst nach dem Buzz, obwohl VW-Markenchef Diess explizit die Konkurrenz zu Tesla sucht und die Amerikaner mit dem Tesla (Model S) zuerst dieses Baumuster auf den Markt brachten. MEB-Baureihenleiter Christian Senger glaubt aber auch an Elektroautos in Limousinenform, weil Stufenheckkarossen grundsätzlich bessere cW-Werte ermöglichen, was der Reichweite hilft.

VW I.D. Lounge (2024)

VW I.D. Lounge Foto: Christian Schulte

Das größte Auto der Elektro-Familie kommt zum Schluss, vermutlich 2024. Der Lounge wird von den Proportionen her eher ein klassisch geschnittenes Mid-Size-SUV, etwa 5 Meter lang, so wie das größte MQB-SUV, der VW Atlas. Und auch wenn der 7-sitzige Atlas enorm geräumig ist – innen soll der Lounge seinen Vebrenner-Kollegen klar überbieten und seinem Namen Ehre machen: Die Platzverhältnisse sollen eher denen eines Full-Size-SUV wie dem Cadillac Escalade gleichen.

Erstes Produktionswerk nur für MEB-Fahrzeuge

VW Überblick über alle Werke in China Foto: Volkswagen AG
Volkswagen Group China baut weltweit erstes Produktionswerk nur für MEB-Fahrzeuge.

Ab 2020 startet die Produktion von MEB-Fahrzeugen im konzernweit ersten, speziell auf den Bau von MEB-Fahrzeugen ausgerichteten Werk in China. Genauer gesagt im chinesischen Anting sowie in Foshan wird unmittelbar nach dem deutschen Standort Zwickau mit der Produktion begonnen. Insgesamt 1.400 Industrie 4.0 Roboter und Technologien wie künstliche Intelligenz, Augmented Reality und Virtual Reality soll die Fabrik zu einer hochdigitalisierten Produktionsstätte machen.

Von Pressanlagen über Erprobungsstrecken bis hin zur Montage von Batteriesystemen bietet das 610.000 Quadratmeter große Werk eine Vielzahl an Betriebsbereichen. Die Produktionskapazität liegt bei jährlich 300.000 Fahrzeugen. Im Jahr 2020 soll das erste dort produzierte Auto, ein VW SUV auf MEB-Basis vom Band fahren.

Fazit

VW baut E-Autos wie konventionelle Autos: Mit modularen Plattformen. Was für Verbrenner der MQB, wird für E-Autos der MEB. Andere Hersteller verwandeln konventionelle Autos mit Verbrennungsmotoren in E-Autos. Beides könnte der richtige Weg sein: VW dürfte bald schon allein der E-Auto-Quote in China wegen so viele Elektroautos bauen müssen, dass sich der eigene Baukasten rentiert. Bei den anderen Herstellern ist die absolute Stückzahl selbst bei gleichem Anteil an E-Autos so viel geringer, dass sich die Investitionen womöglich im ersten Schritt nicht lohnen.

Von der I.D.-Familie dürfen wir aber als erstes bezahlbare Elektroautos erwarten, die in der Praxis weniger Einschränkungen verlangen. Schwierigkeiten wird die weiterhin nur schleppend wachsende Ladeinfrastruktur in Deutschland machen, die ähnlich schleppend vorankommt wie der Ausbau schnellen Internets.

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