Die LION Smart GmbH entwickelt und produziert Batterielösungen für Fahrzeuge und
stationäre Energiespeicher. Das Unternehmen nutzt sowohl im Serieneinsatz bewährte Technik, wie die Batterien des BMW i3, als auch selbst konstruierte Module und Packs. Darüber hinaus hat das
Start-up eine eigene Batteriemanagementlösung (BMS) im Portfolio und betreibt zusammen mit dem
TÜV SÜD in einem Joint Venture ein Prüflabor für Batteriezellen, Module und Packs.
Zielsetzung:
Das Wettrennen um Kapazität und Reichweite mit schnellladefähigen Batterien beenden, um den C02-Abdruck von Fahrzeugen zu reduzieren.
Arbeitsbereiche:
- Im Auftrag von Industriekunden, OEMs und Tier 1s erstellt LION Smart Komplettsysteme auf Basis von zugekauften oder selbst produzierten Batteriepacks, Kühlaggregaten und dem Inhouse-BMS. Hauptanwendungen sind Sportwagen, Busse, LKWs und Arbeitsmaschinen sowie stationäre Speichersysteme.
- Produktion und Vertrieb von Batteriepacks auf Basis der LIGHT Battery für Anwendungen mit besonders hohen Anforderungen im Hinblick auf Dauerleistung, Ladezeiten, Robustheit und Sicherheit. Dazu gehören Sport- und Luxuswagen sowie Sonderanwendungen.
- Erstellung von Wirtschaftlichkeits-, Hochlaufszenarien- und Second-Life-Betrachtungen.
Mitarbeiterzahl:
ca. 64 (LION Smart + LION Smart Production)
Damit erregte das Start-up Aufmerksamkeit:
- Übernahme einer Produkt- und Produktionslizenz im Bereich Hochvolt-Batteriesysteme von der BMW AG Ende Mai 2022.
- Vertragsunterzeichnung für einen eigenen Produktionsstandort in Südthüringen durch die neugegründete LION Smart Production GmbH im Juni 2022.
- Fortsetzung der Zusammenarbeit mit einem OEM für die nächste Phase des Prototypenbaus mit direkter Zellenkühlung (immersion cooling) auf Basis der LIGHT Battery im Juni 2022.
Battery-Packs für den BMW i3 mit sichtbarem Innenleben
©LION Smart
Finanzen/Struktur:
Die LION Smart GmbH ist eine 100%ige Tochter der im Aktienindex m:access und XETRA-notierten LION E-Mobility AG. Unter dem Dach der AG sind auch die USA-Vertriebseinheiten LION E-Mobility North America Inc., LION Smart North America Inc. und die 30%- Beteiligung am Joint Venture TÜV SÜD Battery Testing GmbH, sowie die LION Smart Production GmbH zusammengefasst. 2020 erzielte die Gruppe einen Umsatz von 17 Mio. Euro. 2021 wurden knapp 30 Mio. € erzielt. Für das Geschäftsjahr 2022 wird in Kürze ein Umsatz von 50 bis 55 Mio. € ausgewiesen. Für das Jahr 2023 wird ein Umsatz in der Größenordnung von voraussichtlich 70 bis 80 Mio. € erwartet. Der Umsatz für das Jahr 2024 wird nach aktuellen Schätzungen im Bereich von 100 bis 110 Mio. € liegen.
Standorte:
- Garching: Prototypenfertigung/Kleinserienfertigung, Entwicklung BMS, Batterieintegration
- Nordamerika: Vertriebsbüro
- Hildburghausen: Produktionsstandort in Thüringen für die Serienproduktion von Batterie-Packs
Patente:
19 erteilte Patente; 17 davon stehen im Kontext der LIGHT Battery.
Kooperationen (Auszug):
- LiBAT: Ein EU-Projekt, dass sich mit der Erforschung und Entwicklung einer Lithium-Ionen-Batterie für Avionik-Anwendungen beschäftigt. LION hat dabei ein Batteriesystem mit vielen Multilevel-Invertern aufgebaut, die sich einzeln bzw. als Schwarm ansteuern lassen. Damit kann das System einen Wechselstrommotor direkt versorgen.
- Entwicklung eines innovativen Batteriepackgehäuses mit den Projektpartnern Vestaro, Evonik, Forward Engineering, Lorenz Kunststofftechnik GmbH und Minth.
So geht’s weiter:
- Ausbau des Batterieökosystems mit Hilfe von weiteren Partnern
- Einstieg in die Serienfertigung der LIGHT Battery
Die Technik der LIGHT Battery:
Das von LION Smart entwickelte Batteriekonzept nutzt aktuell standardisierte, zylindrische Li-Ionenzellen vom Typ 21700 mit Kapazitäten von 5Ah/18,2 Wh. Entsprechend einfach lassen sich unterschiedliche Zellhersteller bzw. Zellchemien nutzen. Im Vergleich zu prismatischen Zellen sind zwar mehr Zellen zum Erreichen der gleichen Kapazität notwendig, dafür lässt sich das Batteriepack aber leichter an den vorhandenen Bauraum anpassen. Zudem reduziert sich die Gesamtkapazität nur geringfügig, wenn eine Zelle ausfällt.
Bei der LIGHT Battery sind die Zellen liegend angeordnet, sodass besonders flache Batteriepacks möglich sind. LION nutzt eine Formation, bei der Zellen parallel bis zum Erreichen der erforderlichen Kapazität in bienenwabenartigen Strukturen platzsparend untergebracht und zusammengeschaltet werden. Diese als Superzellen (aktuell Energiedichte ~240Wh/kg) bezeichneten Einheiten werden dann in Serie angeordnet, bis das angezielte Spannungsniveau erreicht ist. Durch die Wabenstruktur und den modularen Aufbau lassen sich die Batterien einfach an die Anforderungen der Anwendungen anpassen und automatisiert produzieren.
Pro Superzelle ist ein Sensorchip direkt auf die Kontaktbleche gelötet, mit dem sich Spannung, Temperatur und Innenwiderstand messen lassen. Daher kann das BMS den Lade-/Entladeprozess präzise anhand der tatsächlich vorliegenden Werte regeln und es benötigt keinen Messkabelbaum mehr.
Auch das Kühlkonzept hilft, das Potenzial der Batterietechnik voll auszuschöpfen: Jede Zelle wird von Kühlflüssigkeit umflossen (immersive Kühlung). Das ist deutlich effizienter als eine Platten- oder Luftkühlung. Entsprechend höher sind die realisierbaren Lade- und Entladeleistungen. Die neuste LIGHT Battery-Variante – die Pure Performance Battery – kann in 12 Minuten von 10% auf 80% laden. Zudem sind die thermische Belastung – die Schwankungsbreite im Pack liegt maximal bei 3,5°C – und damit auch die Zellalterung homogen verteilt. Gleichzeitig verhindert das Umspülen der Zelle ein Übergreifen eines Zellbrands auf die umliegenden Zellen.
Die Zellen werden bei der LIGHT Battery komplett von Kühlflüssigkeit umspült, sodass sich die Temperaturbelastung gleichmäßig über das Batteriepack verteilt. ©LION Smart
Hierzu leistet auch das eingesetzte Kühlmittel einen Beitrag, da LION aktuell auf Novec zurückgreift. Die fluorierte Chemikalie wurde ursprünglich als Löschmedium entwickelt. Sie lässt sich darüber hinaus im Gegensatz zu Kühlmitteln auf Ölbasis auch bei niedrigeren Temperaturen gut pumpen, erfordert allerdings einen höheren Aufwand bei Materialwahl und Abdichtung. Das Start-up hat daher die Zahl der Dichtstellen minimiert und ist in der Lage, bei Bedarf ein anderes Kühlmittel einzusetzen.
Nicht zuletzt verfügt die LIGHT Battery über ein innovatives, glasverstärktes Epoxid-SMC-Gehäuse, das gegenüber konventionellen Gehäusen aus Aluminium, Stahl oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen 10% leichter ist. Es ist temperatur- und flammbeständig und kann direkt als konstruktives Element genutzt werden.
