Patentierte Frischzellenkur

Was 2010 mit einem kleinen Projektteam begann, nimmt nun weltweit an Fahrt auf: die ressourcenschonende Wiederaufbereitung von Elektro- und Plug-in-Hybrid-Batterien aus Mercedes-Benz Fahrzeugen. Ein Besuch beim Remanufacturing-Team in Mannheim.

„Zentrum für Emissionsfreie Mobilität“ steht an den Wänden der Produktionshalle. Ein erster Hinweis auf das Geschehen drinnen: In der Halle entstehen einerseits Prototypen und Kleinserien von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, – ein anderer Hallenteil ist der Fitness von automobilen Energiespeichern gewidmet. Hier geht es darum, die Lebensdauer von Batterien im Fahrzeug zu verlängern: Nicht mehr funktionstüchtige Zellen werden beispielsweise entnommen und durch neue ersetzt. Genannt wird diese Art der Aufbereitung Remanufacturing.

Die Fabrik ist weitläufig und hell. Weiß- und Silbertöne überwiegen, aber alle paar Meter setzen Maschinen, Kabel und Kunststoffbehälter farbige Akzente. Futuristisch wirkt das. Im hinteren Bereich der Halle umsäumen Flatterbänder eine Remanufacturing-Linie, die gerade aufgebaut wird. Hier sollen zukünftig auch EQC-Batterien im Fall der Fälle demontiert, runderneuert und fit für die Rückkehr auf die Straße gemacht werden.

Vorher stehen noch weitere Anläufe an: Erste Batterien, der seit 2009 gefertigten zweiten smart-Elektrogeneration, werden in Kürze erwartet, ebenso Akkus aus Plug-in-Hybriden von Mercedes-Benz. „In den letzten Jahren ist die Anzahl unserer Plug-in-Hybride und Elektrofahrzeuge auf den Straßen stetig gestiegen. Wir sind auf die wachsende Zahl, und damit auch auf die Wiederaufbereitung der verbauten Batterien gut vorbereitet“, sagt Felix Streckert, der als Teamleiter die Planung und Dokumentation des Remanufacturing-Prozesses verantwortet. „Unser Konzept ist sehr flexibel. Das muss es auch sein, damit wir nicht nur die unterschiedlichen Batterietypen, sondern auch Volumenschwankungen handhaben können.“

Ein Blick in die Fabrik, in der zukünftig auch EQC-Batterien im Fall der Fälle demontiert, runderneuert und fit für die Rückkehr auf die Straße gemacht werden.

Zwischen Schweißanlage und Prüfstand

„Unser Büro? Na, hier!“ Jacqueline Barth lacht, und zeigt auf einen Bereich mit Schreibtischen und Monitoren, der durch dünne Trennwände vom Produktionsbereich „Reman HV Batterien“ separiert ist. Die Maschinenbau-Ingenieurin, die im „Reman“-Team die Produktion und Qualität verantwortet, mag ihren unkonventionellen Arbeitsplatz. Mittendrin im Geschehen.

Noch vor zehn Jahren gab es in der industriellen Wiederaufbereitung von HV-Batterien praktisch keine Erfahrungen. Wirtschaftsingenieur Felix Streckert sollte damals als Leiter eines Zwei-Personen-Teams herausfinden, ob und mit welchem Aufwand sich defekte Akkus aus Elektrofahrzeugen wiederaufbereiten lassen. Gemeinsam mit Kollegen aus der Verfahrenstechnik entwickelte das Team eine Methode, um sogar einzelne Zellen auszutauschen. Rund 95 Prozent der ursprünglichen Batterie lassen sich auf diese Weise weiternutzen.

Felix Streckert, verantwortlich für Planung und Dokumentation des Remanufacturing-Prozesses weltweit und Jacqueline Barth, verantwortlich für Produktion und Qualität.

In puncto Nachhaltigkeit macht sich der industrielle Wiederaufbereitungsprozess bezahlt: Werden statt kompletter Batterien nur Teile ausgetauscht, sinkt der Ressourcenverbrauch und damit auch der CO2-Fußabdruck in der Wertschöpfungskette der Batterie. Remanufacturing trägt auf diese Weise dazu bei, die Ökobilanz von EV-Batterien zu optimieren.

Das Zelltauschverfahren wurde 2011 patentiert – und legte den Grundstein für den heutigen Remanufacturing-Prozess. „Wir haben inzwischen aufbereitete Batterien im vierstelligen Bereich ausgeliefert. Und davon wurde nicht eine einzige beanstandet“, erzählt Jacqueline Barth. „Das zeigt auch, wie gut unsere Prüftechnik und Testverfahren sind.“

Zurück in den Kreislauf

Die HV-Batterie gehört zu den werthaltigsten Komponenten im Fahrzeug. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des lokal emissionsfreien Fahrens ist also auch, sie so lange wie möglich im Kreislauf zu halten. Treten innerhalb des Gewährleistungszeitraums von acht Jahren oder 160.000 Kilometern Fahrleistung Schäden oder Funktionsstörungen auf, kommt der Akku in aller Regel über das serienmäßige Batteriezertifikat zurück[1]: In diesem Fall baut der Händler die defekte Batterie aus und ersetzt sie dem Kunden kostenlos.

Wirtschaftlich betrachtet lohnt sich das Remanufacturing vor allem deshalb, weil jeder wiederaufbereitete Akku dem Werterhalt dient. „Unser patentiertes, quasi minimalinvasives Verfahren ermöglicht uns einen sehr effizienten Umgang mit wertvollen Rohstoffen. Das ist ein echter Wettbewerbsvorteil“, erklärt Sven David, Leiter der Abteilung Remanufacturing Operations.

[1] Mercedes-Benz Kunden wird beim Kauf eines EQC ein Batteriezertifikat ausgehändigt. Es garantiert eine einwandfrei funktionierende Hochvolt-Batterie bis zu einer Laufzeit von 8 Jahren oder einer Laufleistung von 160.000 Kilometer.

Sven David, Leiter der Abteilung Remanufacturing Operations.

Für ein langes Autoleben

Das Konzept sieht vor, Kunden dabei zu unterstützen, später einmal günstige Tauschteile für das eigene Fahrzeug zu bekommen. „Schon jetzt ist die Langlebigkeit unserer Produkte für viele Kunden ein Kaufkriterium. Ebenso wie die Möglichkeit, bei Bedarf neue Originalteile zu bekommen“, weiß Sven David. „Durch Remanufacturing bieten wir die zusätzliche Option, generalüberholte und geprüfte Ersatzteile einzusetzen. Das ist günstig und nachhaltig, denn wir geben unseren Kunden damit die Sicherheit, dass sie mit unseren Autos auch in zwanzig Jahren noch mobil sind.“

Auch deshalb bestehen nicht alle Akkus den Eingangstest. Jacqueline Barth: „Es kann zum Beispiel sein, dass die Ladekapazität unter einem bestimmten Grenzwert liegt. Dann kommen die Batterien für uns zwar nicht mehr infrage, können aber zum Beispiel weiter in den stationären Energiespeichern der Mercedes-Benz Energy eingesetzt werden.“ Erst, wenn auch das nicht mehr geht, wird das Herzstück des Elektrofahrzeugs fachmännisch recycelt. Ziel ist auch hier, möglichst viele der wertvollen Bestandteile, beispielsweise Kupfer, Kobalt, Nickel und Aluminium, in den Materialkreislauf zurückzuführen. „Reduce – Reuse – Recycle“ lautet das Motto.

Jan Geßner, teil des Remanufacturing-Teams, prüft die Ladekapazität der Batterie.

Manuelle Prozesse bleiben

Was auffällt, wenn man den Mitarbeitern in ihrer HV-Schutzmontur über die Schulter schaut: Im Vergleich zu anderen industriellen Prozessen sind beim Remanufacturing viele Abläufe manuell. Wird sich das ändern, wenn demnächst die Stückzahlen ansteigen? „Es gibt sicher Bereiche, in denen eine stärkere Automatisierung Sinn machen wird“, vermutet Wolfgang Lesch, Betriebsingenieur im Remanufacturing-Team. „Die Prüfprozesse könnten komplett maschinell gesteuert werden, ebenso die Weiterleitung der Batterien zu den einzelnen Stationen. Aber insgesamt bleibt die Aufbereitung eben ein Reparaturprozess und damit variantenreich.“ Mit anderen Worten: Es wird auch weiterhin viel Fachwissen und ein flexibles Handling erforderlich sein.

Wolfgang Lesch ist Betriebsingenieur im Remanufacturing-Team.

Perspektivisch wird der Bedarf an der Wiederaufbereitung von Batterien aus aller Welt stark steigen. Daher plant Daimler parallel auch ein Werk in China. Für Felix Streckert, der an der Planung beteiligt ist, schließt sich damit ein Kreis: „Es gibt weiterhin so viel Entwicklungspotenzial in diesem Bereich. Im Remanufacturing von Elektrobatterien zu arbeiten, wird noch sehr lange eine spannende Aufgabe bleiben.“

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