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Ampera Mobilität Technik

Komplexe Effizienz II – allzeit elektrisch

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Die Regelungstechnik des Ampera findet für jede Fahrsituation automatisch die optimale Einstellung der Antriebseinheit. Einen Wechsel der Betriebszustände muss der Fahrer nicht aktiv herbeiführen. Mal angenommen, ich möchte mit einem rein batteriebetriebenen Elektroauto nach Frankreich in den Urlaub fahren. Wenn ich zuhause in Mainz aufbreche, würde ich nicht einmal Saarbrücken erreichen – Batterie leer, Reise beendet. Beim Ampera kommt hier der Range-Extender ins Spiel. Wenn die Batterie irgendwo auf der A 63 ihren minimalen Ladezustand erreicht hat, sieht der Fahrer lediglich ein entsprechendes Symbol auf dem Display. Nahezu unbemerkt hat sich das Benzin-Hilfstriebwerk zugeschaltet.

Normales Fahren mit Generatorstrom und einem Motor

Fahren mit Generatorstrom und einem Motor


Ab jetzt produziert der Ampera seinen Antriebsstrom selbst, der zweite E-Motor arbeitet als Generator. Der erzeugte Strom fließt in die Leistungselektronik, die darüber entscheidet, ob die Energie der Batterie zugutekommt oder ob damit der (Haupt-)Elektromotor angetrieben werden soll. Die Kupplung C1 ist geschlossen und fixiert das Ringrad, die offene C2 verhindert den Kraftschluss vom Generator zum Ringrad. Der elektrische Hauptantriebsmotor treibt die Vorderräder an. Derweil arbeitet der Verbrennungsmotor in so genannten stationären Kennfeldern. Das heißt, die Motordrehzahl ist von der Fahrzeuggeschwindigkeit entkoppelt und variiert nicht mit der Drehzahl der Räder. So kann der Benziner immer in optimalen Betriebspunkten laufen. Das ist gut für die Umwelt und für den Geldbeutel.

Kombiniertes Fahren mit Generatorstrom und zwei Motoren

Kombiniertes Fahren mit Generatorstrom und zwei Motoren

Bei höheren Geschwindigkeiten haben wir einen zusätzlichen Trick entwickelt, um den Ampera möglichst effizient zu machen. Nun ist auch die Kupplung C2 geschlossen, das Ringrad wird mit einem Teil der mechanischen Kraft des Benzinmotors angetrieben. Denn wie bereits erwähnt, soll der Haupt-Elektromotor eine definierte Maximaldrehzahl nicht überschreiten. Jetzt benötigen wir also den zweiten Motor, um die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. Der Ampera fährt aber nach wie vor elektrisch! Anders als bei einem Hybrid variieren wir auch in diesem Modus wie oben beschrieben Leistung und Geschwindigkeit über den E-Motor, nicht über den Verbrenner. Durch die geschickte Einbindung über das Planetengetriebe in die Generatorachse können wir bei hohen Geschwindigkeiten auch das Drehmoment des Benzinmotors für den Vortrieb nutzen. Dadurch erreichen wir in diesem Fahrzustand einen etwa zehn Prozent höheren Wirkungsgrad gegenüber einer Auslegung ohne diesen technischen Kniff.

Weil „eigenproduzierter“ Strom teurer ist als der aus der Steckdose, laden wir die Batterie während der Fahrt (fast) nicht auf – das soll am Zielort per Steckdose erfolgen. Das heißt, die Batterie wird nur soweit aufgeladen, wie es für einen komfortablen elektrischen Fahrbetrieb unbedingt nötig ist. Sobald dieser Ladezustand erreicht ist – auch die Rekuperation beim Bremsen trägt dazu bei – schaltet sich der Verbrennungsmotor ab. Wenn dann im weiteren Fahrtverlauf wieder die unterste Ladungsgrenze berührt wird, beginnt der Zyklus von vorn.