Elektroantrieb

Automobilzulieferer ZF gibt Elektroautos zwei Gänge

ZF läutet einen Gangwechsel für die Elektromobilität ein und schaltet ab 70 Stundenkilometern einen Gang höher.

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Automobilzulieferer ZF präsentiert einen Elektroantrieb mit zwei Gängen. Es handelt sich um eine Maschine mit einem Schaltelement und dazugehöriger Leistungselektronik. Das System soll gegenüber einstufigen Elektroantrieben den großen Vorteil bieten, dass der verbesserte Wirkungsgrad und geringere Energieverbrauch zu einer höheren Reichweite pro Batterieladung beiträgt. Das Antriebssystem wurde insbesondere für Pkw der Kompaktklasse entwickelt, dank seines modularen Designs lässt sich das Aggregat zudem auf Performance trimmen. 

„Für den Alltagsnutzen von E-Autos ist es wichtig, so viel Reichweite wie möglich aus einer Batterieladung zu gewinnen “, betont Bert Hellwig, Leiter des Systemhauses E-Mobility bei ZF. „Jedes Prozent Effizienz im Wirkungsgrad mündet in zwei Prozent mehr Reichweite.“ Um den Wirkungsgrad des neuen elektrischen Achsantriebssystems zu erhöhen, entwickelte ZF eine neue elektrische Maschine mit 140 Kilowatt an Maximalleistung, die mit einem zweistufigen Schaltelement zusammenwirkt.

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Im Vergleich zu einem Aggregat mit einem Gang soll eine Reichweitenerhöhung um bis zu fünf Prozent möglich sein. Der Gangwechsel vom ersten auf den zweiten erfolgt standardmäßig bei 70 Stundenkilometern. Durch Anbindung an die CAN- Kommunikation des Fahrzeugs lassen sich nach Kundenwunsch aber auch andere Schaltstrategien entwerfen, die etwa an digitales Kartenmaterial und GPS geknüpft sind. 

Ein mögliches Szenario: Das Fahrzeug könnte anhand der im Navigationsgerät programmierten Route erkennen, wie weit die nächste Ladestation entfernt ist und vorausschauend in einen sparsameren Eco-Modus wechseln. Ebenso wären effektivere Gangwechsel bei anspruchsvoller Topographie, auf der Autobahn und bei Überlandfahrten möglich. Zudem ließe sich nach Angaben von ZF die Software des Zweistufen-Antriebs durch die Vernetzung mit Cloud-Services mithilfe von Over-the-Air-Updates aktualisieren.

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Für Fahrzeughersteller bietet der neue 2-Gang-Antrieb zwei Möglichkeiten, um den besseren Wirkungsgrad möglichst effizient zu nutzen. Neben der Reichweitenerhöhung bei gleichbleibender Batteriegröße könnte sich der Hersteller für einen kleineren Akku entscheiden. Neben Verbrauchseinsparungen soll auch das bauraumoptimierte Design dazu beitragen, Platz im Innenraum des Fahrzeugs zu gewinnen. 

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„Bislang mussten sich Fahrzeughersteller bei elektrischen Antrieben zwischen einem hohen Anfahrdrehmoment und einer höheren Endgeschwindigkeit entscheiden“, erklärt Hellwig. „Diesen Zielkonflikt lösen wir nun auf, denn der neue Antrieb wird für leistungsfähige und schwerere Fahrzeuge kompatibel sein - zum Beispiel für Pkw, die einen Anhänger ziehen.“ Mit seinem modularen Ansatz wird ZF das 2-Gang Getriebe mit noch leistungsstärkeren E-Maschinen bis 250 kW kombinieren können, was bessere Beschleunigungswerte und potenziell höhere Endgeschwindigkeiten verspricht.