Autofahren kann so einfach sein: nur Gas geben und das Fahrzeug setzt sich in Bewegung. Weder Gangwechsel noch Kupplung treten ist erforderlich. Der Motor dreht leise und das Fahrzeug zieht ruckfrei nach vorn. Jeder, der ein Elektroauto schon gefahren hat, weiß jetzt genau, wovon luckx – das magazin berichtet. Wem dann doch die Geräuschkulisse fehlt, kann mit „brummmmmm“ aus den Kindertagen das Fahrerlebnis ergänzen.
Alle Fahrsituationen mit einem Gang
Die typischen Eigenschaften des elektrischen Antriebs verändern die Art der Kraftübertragung. So wird die Kraft der E-Antriebseinheit des neuen VW ID 3 von einem kompakten Getriebe auf die Antriebsräder übertragen. Ein einzelner Gang kann im Fahrzeug alle Fahrsituationen meistern. Dabei kommt der verbaute Mechanismus mit einer geringen Anzahl an Zahnrädern aus. Dieses 1-Gang-Getriebe ist Bestandteil des E-Antriebs für den Modularen E-Antriebs-Baukasten (MEB) und wird von Volkswagen am Standort Kassel gefertigt. Doch warum reicht dem Elektromotor ein einziger Gang?
So kommt die Kraft auf die Räder
Der Vortrieb, also die Kraft, die Fortbewegung ermöglicht, und die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs werden durch die Drehzahl seines Antriebs bestimmt. Mit zunehmenden Umdrehungen kann sich jedoch die an die Räder übertragene Kraft – das Drehmoment – verändern. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor steigt das Drehmoment mit zunehmender Drehzahl und sinkt im weiteren Verlauf wieder ab. Im Gegensatz dazu steht bei einem elektrischen Antrieb das maximale Drehmoment sofort zur Verfügung und bleibt über einen weiten Bereich konstant. Der Einsatz eines mehrgängigen Getriebes zum Erreichen der gewünschten Geschwindigkeit beziehungsweise des erforderlichen Drehmoments entlang der Drehzahlkurve ist somit nicht zwingend notwendig.
Einer für alle
Im Volkswagen ID.3 kommt deshalb ein 1-Gang-Getriebe mit zwei Stufen zum Einsatz. Für eine Rückwärtsfahrt wird die Drehrichtung des elektrischen Antriebs einfach umgekehrt. Dafür und für die Leistungscharakteristik des Antriebs ist neben weiteren Komponenten eine Leistungselektronik verantwortlich. Zum Erreichen der maximalen Leistung von 150 kW sind von der elektrischen Antriebseinheit hohe Drehzahlen erforderlich. Um ein kraftvolles Drehmoment zu liefern, kommt eine etwa zehnfache Übersetzung zum Einsatz. Aus Platzgründen wurde diese anstatt mit einem großen Zahnrad mit zwei kleineren zweistufig ausgeführt. So werden im ID.3 durch den Elektromotor maximal 310 Nm über einen weiten Bereich konstant bereitgestellt. Die Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h wird bei maximal 16.000 Umdrehungen pro Minute erreicht. Für den auf Reichweite optimierten ID.3 ist die Verwendung nur eines Ganges für alle Fahrsituationen vollkommen ausreichend.
Besonders leise
Da ein elektrischer Antrieb sehr leise arbeitet, spielt der Geräuschkomfort bei einem E-Fahrzeug eine wichtige Rolle. Selbst kleinste Störquellen werden plötzlich hörbar. Die Teile für das 1-Gang-Getriebe müssen deshalb so präzise gefertigt sein, dass sie akustisch nicht auffallen. Am Ende der Produktionslinie werden daher für den E-Antrieb nicht nur Leistungskennzahlen geprüft, sondern auch relevante Werte für dessen Akustik. Alle für europäische und nordamerikanische E-Fahrzeuge gefertigten Antriebe auf Basis des MEB – inklusive des 1-Gang-Getriebes – kommen aus dem Komponentenstandort Kassel. Wesentliche weitere Teile dafür werden in den Komponentenwerken Salzgitter, Poznań und Hannover produziert und zugeliefert.