Kompakt und leistungsstark. So lässt sich kurz und knapp ein elektrisch betriebenes Fahrzeug beschreiben. Wer schon einmal ein E-Fahrzeug gefahren hat, kann das sicherlich bestätigen. Denn die Leistungsentfaltung ist phänomenal: Von Anfang an steht die voll Leistung zur Verfügung. Das Fahrzeug zieht mit voller Kraft voran. Darüber hinaus werden erheblich weniger Bauteile benötigt. So ist der Motor so kompakt, dass er sogar in eine Sporttasche passt.

E-Antrieb

Am Beispiel des ID.3 von Volkswagen wollen wir von luckx – das magazin uns die Antriebseinheit einmal genauer anschauen. Gegenüber einem konventionellen Benzin- oder Dieselmotor ist er weniger komplex, aber sehr kompakt. Doch wie funktioniert der elektrische Antrieb, der am VW-Standort Kassel gefertigt wird?

In jedem Elektromotor befindet sich ein fest stehender Stator und ein sich darin drehender Rotor. Der Stator besteht aus Kupferdrahtspulen. Fließt durch diese Spulen elektrischer Strom, entsteht im Stator ein umlaufendes Magnetfeld, welches den Rotor zum Rotieren bringt. Die Drehbewegung beruht auf einem einfachen physikalischen Prinzip, das wir sicherlich noch aus der Schulzeit erinnern: ungleichnamige Pole von Magneten ziehen sich an, gleichnamige hingegen stoßen sich ab. Des Weiteren unterscheidet man zwei Arten von elektrischen Antrieben: Permanenterregte Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen. Ein starker Dauermagnet als Rotor, der synchron mit dem Magnetfeld des Stators mitläuft, zeichnet die permanenterregte Synchronmaschine aus. Bei Asynchronmaschinen hingegen wird der Rotor mittels Stromzufuhr selbst magnetisiert und läuft daher dem Magnetfeld des Stators nach.

Technologie und Leichtbau

Im neuen ID.3 wird der E-Antrieb mit der Bezeichnung „APP 310″ verbaut. Hierbei handelt es sich um eine permanentmagneterregte Synchronmaschine. Aus der Bezeichnung „APP” leitet sich die achsparallele Anordnung von Antrieb und Getriebe ab, aus der ergänzten Ziffernfolge das maximale Drehmoment von 310 Nm. Die wesentlichen Bauteile für diesen Antrieb entstehen in einem Mix aus Spezialisierung und Verbundfertigung an unterschiedlichen Produktionsstandorten von Volkswagen.

So werden Rotor und Stator in Salzgitter produziert. Für den Bau des Stators kommt mit der neuen Hairpin-Technologie ein innovatives Fertigungsverfahren zum Einsatz. Dabei werden die Räume innerhalb des Blechpakets des Stators mit flachen Formspulen aus Kupfer optimal ausgefüllt. So erhöhen sich im Vergleich zu einem Antrieb mit gewickelten Kupferdrahtspulen die Drehmomentdichte und der Wirkungsgrad des E-Antriebs. Das maximale Drehmoment liegt bereits bei niedrigen Drehzahlen an, so dass für das gesamte Drehzahlband der Einsatz eines sogenannten 1-Gang-Getriebes ausreichend ist. Sowohl E-Antrieb als auch 1-Gang-Getriebe werden in Kassel produziert. Die komplette Antriebseinheit ist mitsamt des 1-Gang-Getriebes so kompakt, dass sie in einer Sporttasche Platz findet. Der Antrieb wiegt lediglich rund 90 kg und leistet im ID.3 in der Spitze bis zu 150 kW (204 PS).