Der richtige Umgang mit Elektrofahrzeugen

Das ist ein Thema, dem eigentlich keine oder kaum Beachtung geschenkt wird. Nicht einmal die Fachpresse ist gewillt auf diesem Gebiet Nachforschungen anzustellen. Zu banal, wie soll man ein Elektrofahrzeug schon behandeln? Die Motorjournalisten schreiben zum Thema Elektroauto oder Elektrozweirad lieber über Leistung, Reichweite, Beschleunigung und Preise. Alles andere hat gleich zu sein, wie beim Konkurrenten Benzin- oder Dieselauto. Und sportlich sollen die Elektroautos auch sein! Auf diesen Satz werden wir später noch zurück kommen.

Was ist eigentlich das Besondere an Elektrofahrzeugen?
Ganz nüchtern und wertfrei kann gesagt werden, dass eFahrzeuge, egal ob Autos oder Zweiräder, durch ihren Elektromotor an sich sehr energiesparende Fortbewegungsmittel sind. Der Elektromotor ist eine Antriebsmaschine mit einem extrem hohen Wirkungsgrad. 3-4 mal so hoch wie bei einem Benzinmotor. Sein Drehmoment/Leistungsverlauf machen ihn zum idealen Antriebsmotor für Straßenfahrzeuge. Doch das Herzstück eines Elektrofahrzeuges ist nicht der Motor, wie man es wohl eher von den „Verbrennern“ her kennt, sondern der Akkumulator. Er muss die Energie in dem Ausmaß liefern, das der eMotor gerade braucht. Und das unter allen möglichen und unmöglichen äußeren Umständen. Wir verlangen von unseren Akkus, dass sie bei hohen und tiefen Temperaturen funktionieren. Eine Antriebsbatterie muss stets bereit sein hohe Ströme abzugeben. Egal ob sie frisch geladen wurde oder mehrere Tage unbenutzt im Ruhezustand verbracht hat. Wir drücken auf das Gas und das Elektrofahrzeug soll mit durchdrehenden Reifen losrasen. Denn Elektroautos müssen Spaß machen!!!

Wer kann es sich vorstellen am Morgen aufzustehen und sofort einen 100m-Sprint in Bestzeit hinzulegen? Sicher niemand! Warum mutet man dann genau diese Situation einem Elektrofahrzeug zu? Batterien sind chemische Elemente, deren Reaktionsabläufe erst „auf Touren“ kommen müssen und zudem stark temperaturabhängig sind. Das gilt für Bleibatterien genauso wie für die gängigen Lithium-Ionen-Akkus. Ein Akku, der 24 Stunden in Ruhe war, benötigt eine gewisse Zeit um „aufzuwachen“. Noch problematischer wird es, wenn ein Elektrofahrzeug, egal welches, über Nacht im Freien gestanden ist und die Temperatur stark gefallen ist. Eine chemische Reaktion, so wie in einem Akkumulator, benötigt zum korrekten Funktionieren eine gewisse Temperatur. Das kennt man vielleicht noch aus dem Chemieunterricht, wo gewisse Reaktionen im Reagenzglas bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich lang gebraucht haben.

Ein herkömmliches Auto mit Verbrennungsmotor wird üblicherweise im kalten Zustand auch sehr schonend behandelt. Von der Unsitte des „Warmlaufen lassen“ bei Standgas einmal abgesehen. Da gibt es immer noch einfältige Autofahrer, bis zu denen es sich offenbar noch nicht herumgesprochen hat, dass das weder dem Motor und schon gar nicht der Umwelt hilft.
Warum werden Elektroautos aber, entgegen allen Erkenntnissen, beim Beschleunigen, egal bei welcher Temperatur, meist extrem belastet. Dh. der Akku hat mit sehr hohen Strömen zu kämpfen.

(1) Einer der Vorteile des Elektrofahrzeuges ist zugleich ein Nachteil für seine Akkus!

Sie steigen in der Früh in ihr (Benzin/Diesel) Auto, starten den Motor, fahren los und drehen den Motor in den roten Bereich. Beim nächsten Gang wiederholen sie diesen Vorgang,….
Richtig, das ist Blödsinn, das wird niemand machen. Außerdem wissen wir, dass bei dieser Behandlung ein Motor auf Dauer nicht lange halten würde. Und, es kommt ein Effekt hinzu, der uns von dieser Fahrweise abhält: die Geräuschkulisse, die sich schon bei Drehzahlen vor dem roten Bereich besonders lautstark entwickelt.
Und genau das fehlt dem Elektromotor!!! Wir können Gas geben ohne Ende, wir hören dabei nichts. Die Geräuschentwicklung eines Verbrennungsmotors bei hohen Drehzahlen ist eine „natürliche“ Schranke, die uns sagt, dass es genug ist. Die fehlt beim Elektromotor komplett.
Wir können das Gaspedal durchtreten ohne schlechtem Gewissen. Werbung und Verkäufer reden uns mit Erfolg ein, dass das Elektroauto viel besser beschleunigt als ein konventionelles Auto und es macht sowieso viel mehr Spaß. Daher werden alle Elektroautos auch mit Motoren ausgestattet, die hohes Drehmoment und viel Leistung bringen, um diese sportlichen Eigenschaften auch zu erreichen.

Ein hohes Drehmoment ist aber nicht gratis, es kostet sehr hohe Ströme!!!

Der einzige, der da manchmal nicht oder nur mit Schwierigkeiten mithalten kann, ist der Akkumulator. Er müsste, um die geforderten Ströme locker und sicher liefern zu können, viel größer dimensioniert sein, was aber auf Grund von Gewicht, Platz und Kosten nicht möglich ist. Wenn der Akku ständig überfordert ist, geht er früher kaputt. Das verursacht Kosten und hat nichts mit Umweltfreundlichkeit zu tun. Genauso wenig, wie der hohe Stromverbrauch bei falscher Fahrweise eines Elektroautos dessen Hauptvorteil (sparsam im Energieverbrauch) zu Nichte macht.

(2) Das Fehlen der konventionellen Schaltgetriebe

Der Elektromotor ist so „stark“, was bedeutet, dass er ein sehr hohes Drehmoment aufbringen kann und das bereits vom Stand weg, was ein konventionelles Schaltgetriebe überflüssig macht. Das ist rein technisch auch richtig! Ist man aber bemüht, so wie wir von der ZukunftsWerkstatt Verkehr, Fahrzeuge und Fahrweisen mit dem Ziel zu fördern, den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, dann muss die Praxis der (schalt)getriebelosen Elektroantriebe hinterfragt werden.
Das folgende Beispiel soll das verdeutlichen: bei einem Elektroauto ohne Schaltgetriebe ist der eMotor durch eine feste Untersetzung mit den Antriebsrädern verbunden. Das Auto ist für eine Höchstgeschwindigkeit von ca. 110 km/h ausgelegt. Das heißt jetzt, dass der Motor mit seinem Drehzahlbereich (zB. 0-6000 Um/min) sowohl das Anfahren mit 4 Personen an Bord (auch am Berg!) als auch den Höchstgeschwindigkeitsbereich von 110 km/h abdecken muss. Man kann sich leicht vorstellen, dass ein voll besetztes Auto (max. Gewicht) nicht nur beim Anfahren sehr hohe Ströme ziehen wird, sondern auch so lange, bis die gewählte Geschwindigkeit erreicht ist (im Ortsgebiet zB. 50 km/h, Landstraße 80 km/h). Man müsste schon sehr vorsichtig mit dem Gaspedal umgehen, um diesen Stromkonsum in Grenzen zu halten, was in der Praxis niemand macht. Gerade im Stadtverkehr, wo es unmöglich ist über längere Zeit eine konstante Geschwindigkeit zu fahren, weil ständig beschleunigt und gebremst werden muss.

Versuche mit unserem P106 (Elektro-Peugeot-Projekt) mit 5-Gang-Schaltgetriebe haben gezeigt, dass beim Anfahren ebenfalls ein sehr hoher Strom vom Motor gezogen wird, aber nur für einen kurzen Moment, dann fällt der Strom sofort wieder ab, weil die Belastung des eMotors beim Beschleunigen im 1. Gang (hohe Übersetzung) sehr niedrig ist. Im nächsten Gang wiederholt sich das Ganze, usw. bis zB. 50 km/h erreicht sind.
Der Unterschied ist also: beim Festgetriebe die hohe und lange Strombelastung, die erst bei Erreichen der beabsichtigten Geschwindigkeit abfällt (wenn diese nicht zu hoch ist!); beim Schaltgetriebe gleicht die Strombelastung eher einem „Sägezahn“. Die kurzen Stromspitzen schaden weder dem Motor noch den Batterien, sie sorgen auf jeden Fall für mehr Reichweite.

(3) Warum haben Elektroautos kein Schaltgetriebe mehr?

Das hat mit Kosten und Gewicht zu tun, die beide schon von Haus aus ein Problem der Elektroautos darstellen.
Man braucht nur einen Blick in die Preislisten der Elektroautos, die paar, die angeboten werden, zu werfen, und man wird feststellen, dass die Preise meist über dem liegen, was der Normalautofahrer bereit ist auszugeben. Ein komplexes 5- oder 6-Gang Schaltgetriebe oder ein automatisiertes Getriebe würden die Kosten zusätzlich in die Höhe treiben. Außerdem wird ein solches Getriebe gar nicht so wenig Platz benötigen, der in einem Elektroauto auch nicht unendlich zur Verfügung steht. Ein Getriebe würde auch die Zuladung eines eFahrzeuges weiter einschränken, weil ja das Gewicht von Getriebe und Schmiermittel das Eigengewicht weiter erhöht.
Außerdem will die Autoindustrie uns ein wenig Schalten ersparen und so den Komfort erhöhen – zu Lasten der Umweltfreundlichkeit und des Stromverbrauchs! Es kann aber auch der Effekt eintreten, dass uns das Fahren ohne Schaltgetriebe, also nur mit einer festen Untersetzung, auf Dauer ein wenig langweilig vorkommt, weil die Europäer scheinbar genetisch bedingt auf Schaltgetriebe fixiert sind. Das hat aber auch andere Gründe:

Mit „Sportlichkeit“ verkauft man immer noch die meisten Autos!
Damit schließt sich der Kreis wieder (siehe erster Absatz). Wer ein Straßenfahrzeug an eine breite Käuferschicht verkaufen will, kommt um das Argument der Sportlichkeit nicht herum! Es spielt dabei keine Rolle, ob es sich dabei um eine „Familienkutsche“, einen Pickup oder um eine Limousine handelt, Hauptsache sie ist sportlich. Und das trifft auf Elektroautos und Elektromotorräder gleichermaßen zu.

Statt, dass man den Unterschied zwischen Elektrofahrzeugen und Benzin/Diesel-Fahrzeugen herausstreicht, schert man alles über einen Kamm. Auf Grund ihrer geringeren Energiekapazität und der sensiblen Akkumulatoren (vornehmlich Lithium-Ionen-Akkus) ist die Hauptdomäne der eAutos nicht die sportliche, sondern die energiesparende Fahrweise. Obwohl sie es natürlich auch anders können. Doch Beschleunigungsorgien und Vollgasfahrten können sogar dressierte Affen vorzeigen, aber wirklich energiesparend und vorausschauend fahren ist sehr schwer. Dazu braucht man Intelligenz und Selbstbeherrschung. Davon gibt es aber offenbar im täglichen Straßenverkehr zu wenig….

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