Aufbau und Funktionsweise eines Elektroautos
Motor, Akku und Ladeanschluss
Audi e-tron Stromverbrauch (kombiniert): 20,9 kWh/100 km; CO2-Emissionen (kombiniert): 0 g/km; CO2-Klasse: A
Bei einem Elektroauto ist der wesentliche Unterschied zu herkömmlichen Fahrzeugen der Motor. Bei einem Elektroauto wandelt der Motor elektrische in mechanische Energie um. Ein Elektromotor funktioniert somit völlig ohne Brennstoffe und produziert folglich auch kein umweltschädliches Kohlendioxid (CO₂). Im Folgenden zeigen wir Ihnen den Aufbau und die Funktionsweise der verschiedenen Bauteile von Elektroautos.
Der Akku, also die Hochvolt-Batterie, ist das Herzstück eines Elektroautos. Meist ist das teuerste und größte Bauteil des Fahrzeugs im Unterbau installiert, um Platz zu sparen. Durch spezielle chemische Prozesse speichert der Akku die ihm zugeführte Energie und setzt sie bei Bedarf wieder frei. Bei den allermeisten Elektrofahrzeugen wird übrigens eine moderne Lithium-Ionen-Batterie verbaut.
Aktuell wird schon an der nächsten innovativen Batterie geforscht – der Lithium-Luft-Batterie. Sie soll Experten zufolge noch leistungsfähiger als das aktuelle Modell sein und Elektroautos künftig effizienter machen.
Das Batterie-Management-System ist die zweite entscheidende Komponente des Akkus. Seine Aufgabe besteht in der Temperaturkontrolle der einzelnen Akkuzellen sowie im Ausgleich der Spannungsschwankungen im Ladezustand. So werden Schäden an der Batterie effektiv verhindert.
Neben der Hochvolt-Batterie, die vor allem für die Energieversorgung des Motors verantwortlich ist, gibt es noch eine Niedervolt-Batterie. Sie versorgt kleinere elektrische Bauteile des Fahrzeugs mit Strom – z.B. die Beleuchtungsanlage, das Radio und die gesamte Bordelektronik.
Kraftstoffverbrauch (gewichtet, kombiniert): 1,1 - 1,4 l/100 km; Stromverbrauch (gewichtet, kombiniert): 14,4 - 15,8 kWh/100 km; Kraftstoffverbrauch (bei entladener Batterie) 5,9 - 6,6 l/100 km; CO₂-Emissionen (gewichtet, kombiniert): 24 - 31 g/km; CO₂-Klasse (gewichtet, kombiniert): B; CO₂-Klasse (bei entladener Batterie): F - E
Abgesehen von der Batterie ist der Elektromotor wohl das Bauteil, was den Unterschied zu konventionellen Antriebsystemen ausmacht. In den meisten Elektroautos ist er oberhalb der Vorderachse verbaut. Er bekommt die benötigte elektrische Energie über die Batterie und wandelt diese in mechanische Energie um und sorgt somit für die Fortbewegung.
Elektromotoren verfügen zudem in den meisten Fällen über einen synchronen Wechselmotor.
Der Unterschied ist folgender: Im fest verbauten Motor, dem sogenannten Stator, wird mittels Gleichstrom ein konstantes Magnetfeld erzeugt. Beim synchronen Wechselmotor, dem sogenannten Rotor, ist jedoch Wechselstrom für das dort erzeugte Magnetfeld verantwortlich. Die Pole wechseln innerhalb des Rotors in der Intensität des Stromflusses. Das Resultat: Im Wechsel ziehen sich die Pole von Stator und Rotor an und stoßen sich ab und erzeugen somit eine rotierende Bewegung. Die Drehbewegung wird dann auf die Achse übertragen, was die daran befestigten Räder schließlich zum Rollen bringt.
Die Leistungselektronik ist für die Verbindung von Akku und Motor verantwortlich. Sie wandelt Stromform, -frequenz und -stärke dem Bedarf des Motors entsprechend um. Außerdem stellt sie die Verbindung zwischen Akku und allen anderen elektronischen Bauteilen und dem Ladevorgang selbst her. Das bedeutet, dass sämtliche elektrische Verbindungen im Hochvolt-Bordnetz zusammenlaufen.
Anstelle der herkömmlichen Tankdurchführung verbirgt sich bei einem Elektroauto unter der Tankklappe der Ladeanschluss. Platziert ist der Anschluss in den meisten Fällen ähnlich wie normalerweise die Tankdurchführung.
Bei vielen Elektroautos ist sogar ein bidirektionaler Ladeanschluss verbaut. Darüber kann sowohl das Fahrzeug aufgeladen als auch gespeicherter Strom für externe Geräte entladen werden.
Der Ladeanschluss ist die Verbindung von Akku und Stromquelle. Ob an öffentlichen oder privaten Steckdose – ein Elektrofahrzeug kann an jedem gängigen Stromnetz angeschlossen und darüber aufgeladen werden.
