So funktionieren Elektroantriebe bei Transportern
Klimawandel, Erdölknappheit, Feinstaubbelastung: Mobilität muss in Zukunft CO₂-neutral werden. Wenn es um die Zukunft der Logistik auf der Straße geht, führt kaum ein Weg an Elektrotransportern vorbei. Obwohl das erste elektrisch betriebene Fahrzeug schon vor über 130 Jahren in Deutschland gebaut wurde, startete die erste Serienproduktion erst vor rund 25 Jahren.
Wer schon einmal einen Elektrotransporter oder -auto gefahren ist, dürfte begeistert gewesen sein: Der geräuschlose Motor und das starke Drehmoment beim Ampelstart sorgen für viel Fahrspaß. Obwohl die Fiat E-Transporter von außen wie herkömmliche Fiat Transporter wirken, ist der Antrieb unter der Motorhaube effizient und revolutionär, wenngleich auch die Technologie nahezu unspektaktulär ist. Hier gibt es die wichtigsten Infos über die Funktionsweise von Elektroantrieben bei Transportern.
Der Elektromotor
Herzstück des Elektrotransporters ist natürlich der elektrische Antrieb. Um die Energie der Hochvoltbatterie in Bewegung zu verwandeln, stecken in allen E-Transportern Wechselstrommotoren, bestehend aus dem Stator und dem Rotor. Der Stator ist der unbewegliche Teil des Motors. Er erzeugt durch einen Gleichstromfluss ein starkes und gleichbleibendes Magnetfeld. Der bewegliche drehbare Rotor stellt sein eigenes Magnetfeld her, indem er mit Wechselstrom gespeist wird.
Das konstante Magnetfeld des Stators hat immer die gleiche Polarisierung, während sich die des Rotors periodisch ändert. Dadurch entsteht ein sich abwechselndes Anziehen und Abstoßen und der Motor fängt an, sich zu drehen. Dank der Leistungselektronik erhält der Motor die richtige Menge Energie den richtigen Takt. Elektromotoren haben gegenüber den Verbrennungsmotoren unter anderem den Vorteil, dass sie nahezu geräuschlos arbeiten. Ihr Wirkungsgrad liegt bei fast 90 Prozent und sie können das volle Drehmoment aus dem Stand herausbringen. Nicht zu vergessen sind natürlich der geringe Wartungsaufwand und Verschleiß, da sie aus viel weniger mechanischen Einzelteilen bestehen.
Die Hochvoltbatterie im E-Transporter
Die Hauptbatterie in einem Elektrotransporter ist vergleichbar mit dem Kraftstofftank eines Transporters mit Verbrennermotor. Dort ist logischerweise der Strom gespeichert, die Energie, die der Elektromotor zur Bewegung benötigt. Die Hochvoltbatterie im Fiat E-Scudo und dem E-Ducato liefert bis zu 400 Volt und kann immer wieder aufgeladen werden. Die Kapazität der Batterie bestimmt die Reichweite des Fahrzeuges – hier kannst du je nach Austattung auf bis zu 79 kWh beim E-Ducato und 75 kWh beim E-Scudo zurückgreifen.
Wegen der Zusammensetzung ist die Batterie das teuerste Bauteil des E-Autos. Fast alle Hersteller von Elektro-Fahrzeugen nutzen Lithium-Ionen-Akkus. Sie sind langlebig, laden schnell und können mehr Strom speichern als Batterien mit anderen chemischen Zusammensetzungen. Je leistungsstärker die Batterie, desto schwerer und teurer wird jedoch das Fahrzeug. Wegen des enormen Gewichts der Hauptbatterie (300-600 kg) ist diese immer im Boden des Fahrzeuges verbaut – so wird aber gleichzeitig der Schwerpunkt niedrig gehalten und die Fahrdynamik verbessert sich deutlich.
Immer an Bord befindet sich noch eine Niedervoltbatterie. Sie entspricht der klassischen Autobatterie und versorgt die Bordelektronik mit 12 bis 48 Volt. Mit diesem Strom werden wie beim klassischen Verbrenner alle weiteren elektrischen Verbraucher versorgt, also zum Beispiel die Lichtanlage, Scheibenwischer oder der elektrische Fensterheber.
Die Leistungselektronik
Den Kabeln folgend, ist die Leistungselektronik zwischen Hochvoltbatterie und E-Motor positioniert. Dieses Bauteil kann an beliebiger Stelle im Fahrzeug verbaut sein. Die Leistungselektronik Transportern mit Elektroantrieb besteht aus einem elektronischen Steuergerät, einem Inverter und einem Gleichstrom-Umrichter. Das Steuergerät bildet das Gehirn des elektrischen Antriebes.
Die Leistungselektronik ist eine wichtige Komponente jedes elektrischen Antriebs, denn sie versorgt nicht nur den Elektromotor mit dem passenden Strom, sondern verwaltet und organisiert auch auch das Aufladen der Hochvoltbatterie. Dies geschieht zum Beispiel dann, wenn der Transporter mit E-Antrieb ausrollt oder leicht bremst und der Elektromotor als Generator arbeitet. Dieser Vorgang wird als Rekuperation bezeichnet. Über das Prinzip der Bremsenergie-Rückgewinnung wird der vom Elektromotor erzeugte Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt und lädt damit die Batterie wieder auf. Des Weiteren ermöglicht sie das Rückwärtsfahren, indem sie die Polung umkehrt und damit die Drehrichtung des Elektromotors ändert.
Die Aufgabe des Inverters ist es, die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung für den Elektromotor umzusetzen. Beim Bremsvorgang und zum Aufladen der Batterie wird dieser Vorgang umgekehrt. Der Gleichstrom-Umrichter wandelt die hohe Spannung der Hauptbatterie (um die 400 Volt) effizient in die deutlich niedrigere Spannung (12 -48 Volt) für alle elektrischen Komponenten im Transporter um.
Der Motor im Fiat E-Ducato
Der Fiat E-Ducato ist ein zuverlässiges Arbeitstier mit enormen Raumangebot. Für den Antrieb sorgt ein Elektromotor mit 90 kW (122PS). Das Drehmoment beträgt 280 NM, womit der Transporter in nur 5 Sekunden auf Tempo 50 beschleunigen kann. Die Batteriekapazität liegt wahlweise bei 47 kWh mit ca. 235 km Reichweite oder 79 kWh mit bis zu 360 km Reichweite (laut WLTP). Der E-Ducato bietet verschiedene Ladeoptionen mit einem intelligenten Ladestecker, der sowohl für Wechselstrom- als auch für Gleichstrom-Ladekonfigurationen geeignet ist.
Der Motor im Fiat E-Scudo
Der Fiat E-Scudo ist ein neu entwickeltes, kompaktes und multifunktionales Nutzfahrzeug. Für den Antrieb sorgt ein Elektromotor mit 100 kW (136PS). Das Drehmoment beträgt 260 NM, womit der E-Scudo keine Kompromisse gegenüber seinen Verbrenner-Geschwistern eingehen muss. Die Batteriekapazität liegt wahlweise bei 50 kWh mit ca. 230 km Reichweite oder 75 kWh mit bis zu 330 km Reichweite (laut WLTP). Auch der E-Scudo bietet verschiedene Ladeoptionen: Je nach Kapazität der Ladestation kann der E-Scudo mit 1,8 kW bis 11 kW aufgeladen werden. Bei Schnellladung mit bis zu 100 kW ist der 50-kWh-Akku in etwa 30 Minuten und der 75-kWh-Akku in etwa 45 Minuten bis zu 80 % aufgeladen.
Der Motor im Fiat E-Doblò
Der Fiat E-Doblò ist der kompakte Ableger der vollelektrischen E-Transporter-Flotte bei Fiat. Er verfügt über einen effizienten Elektromotor mit 100 kW Leistung (136 PS), der den Kleintransporter bis zu 280 km weit voranbringt (nach WLTP). Über verschiedene Fahrmodi kann der Antrieb von sportlich-dynamisch bis zu extra-effizient genau auf deine akuten Ansprüche getrimmt werden. Während du mit einer Höchstgeschwindigkeit von 130 km/h und 0 Gramm CO₂-Emissionen unterwegs bist, kann die 50 kWh-große Batterie am 100 kW-Schnelllader in etwa 30 Minuten auf bis zu 80% wieder aufgeladen werden.
