Im Mittelpunkt diese Folge steht die Frage: Warum braucht ein Elektromotor kein Getriebe? Diese versuche ich zu beantworten und darüber aufzuklären, welche Vor- und auch Nachteile ein E-Antrieb noch mit sich bringt.
Gegen Ende des Podcasts gibt es dann noch einen kurzen Ausblick darauf, warum E-Autos, trotz technischer Vorteile noch immer nicht die Oberhand im Straßenverkehr gewinnen.
Shownotes:
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Elektroauto News. Der Podcast rund um das Thema Elektromobilität. Mit aktuellen Entwicklungen, Diskussionen, Interviews und vielem mehr.
Willkommen bei Folge 9 unseres elektroautonews.net Podcasts. Ich bin Sebastian und freue mich, dass du auch diese Folge wieder mit am Start bist. Nachdem ich mich vergangene Woche mit Luis Palmer über die Wave Trophy unterhalten habe, steht diese Woche mal wieder ein Wissensthema im Raum. Und zwar setzen wir uns mit der Frage, warum braucht ein Elektromotor kein Getriebe, auseinander. Ein Thema, welches übrigens immer wieder Besucher auf unserem Portal vorbeischauen lässt. Wieso also nicht einfach mal den Podcast ein wenig ausführlicher behandeln? Zunächst die Theorie vorab, die Funktion eines Getriebes erklärt. Denn bevor wir allerdings auf den Kern der Frage eingehen, möchte ich zunächst eine Erklärung über Funktionen eines Getriebes vorausschicken, da dies meiner Meinung nach notwendig ist, um die Frage selbst plausibel beantworten zu können. Bei einem Getriebe handelt es sich um einen Mechanismus, mit dem eine Bewegungsgröße geändert wird. Meistens geht es dabei um eine Drehbewegung. wie auch in einem Uhrwerk. Aber alles wäre grundsätzlich möglich. Beim Auto ist es ähnlich wie im Inneren einer Uhr. Die bildliche Vorstellung verhilft dir wahrscheinlich zu einem besseren Verständnis. Stell dir einfach mal kleine Zahnräder vor, die größere Zahnräder antreiben. Mehr steckt nicht dahinter. In unserem Fall wird also eine antreibende Kraft eingespeist, welche vom Motor abgegeben wurde. Als Abtrieb wiederum wird die angeschlossene Arbeitsmaschine bzw. das Werkzeug auf der anderen Seite bezeichnet. Das Getriebe befindet sich dazwischen. Elektrisches Getriebe, so gar nicht vorhanden. Elektrische Getriebe sind eigentlich etwas anderes. Der Vergleich stammt eher aus der zweckbezogenen Sichtweise. Denn es nimmt nur den Platz eines herkömmlichen Getriebes ein, ohne ein solches zu sein. Beim Hybridmotor, der beide Antriebsformen kombinieren muss, handelt es sich um eine Symbiose mit Dieselmotoren, Gasturbinen und den konventionellen Automotoren. Der Elektromotor als Antriebssystem ist an sich gar keine Innovation. Schienenfahrzeuge werden ebenfalls auf diese Weise betrieben. Auch Gabelstapler und Elektrokarren sind altbekannte Elektrofahrzeuge. Neu ist nur die Modifizierung zugunsten des Individualverkehrs und eine Verwendung im Auto war auch schon immer möglich. Die problematischen Aspekte lagen jedenfalls nicht im Elektromotor selber begründet, dazu näheres unter den Aussichten, auf die wir noch zum Ende hin eingehen werden. Starkstrom statt Erdöl Ziel ist, wie heute jeder weiß, ein Ausstieg von der Erdölabhängigkeit bei der individuellen Mobilität des Menschen. Drehstrommotoren werden jene Systeme genannt, die in Elektroautos von heute den Antrieb bewerkstelligen. Beim Drehstrom handelt es sich um eine 3-Phasen-Wechselspannung. Wir alle kennen dieses System unter der Bezeichnung Starkstrom, der etwa für den Eherd in der Küche in so gut wie jedem Haushalt vorhanden ist. Aus technischer Sicht ist ein Vergleich durchaus gerechtfertigt und dieser führt uns die eigentliche Absurdität unserer Gewohnheiten vor Augen. Denn wer würde heute auf die Idee kommen, eine erdölbetriebene Küche zu erwerben? Basierend auf diesem Hintergrund ist es dringend angesagt, diese bewährte Technologie auch für den Individualverkehr allgemein zugänglich zu machen. Und die Entscheidungsträger in Politik und Wirtschaft haben es auch erkannt. Zumindest lassen dies aktuelle Entwicklungen vermuten, sei es durch die Förderung wie den Umweltbonus oder auch die Steuerentlastung für Elektroautodienstwagen. Kein Verschleiß, kaum Wartung. Die sonstigen Vorteile sind allgemein, aber weniger bekannt, obwohl sie für jedermann interessant sind. Da keine Schleifkontakte nötig sind, fällt auch kein Verschleiß an. Ein weiterer und wichtiger Vorteil gegenüber dem alten System mit Getriebe. Konkret bezeichnet handelt es sich um ein – aufpassen – Umrichter geführte permanent magneterregte 3-Phasen-Synchronmaschine, die vergleichsweise simpel arbeitet, trotzdem ausgefallenen Namen. Der Umrichter wandelt die Energie aus der Batterie in Wechselstrom. Der Motor arbeitet auch als Generator und führt als Gleichrichter den Ladestrom an die Batterie. Eine weitere Variante mit Gleichstrom konnte sich beim Elektroauto nicht durchsetzen. Dasselbe gilt für Asynchron- und Radnabenmotoren. Deshalb muss man sie nicht unbedingt kennen. Letztere versprechen zwar fahrdynamische Vorteile, die jedoch mit der Erfordernis behaftet sind, die Räder mit einer aufwendigen Kapselung zu versehen. Nachteile des elektrischen Getriebes Unter magnetischer Erregung versteht man die notwendige Präsenz einer magnetischen Wirkungsweise. Hier liegt noch ein Nachteil vor. Betrachtet man rein die ökologische Folge, Die Lieferung des dazu erforderlichen Neodym kann aktuell vor allem nur aus umweltbelasteten Verfahren stammen und wird meist aus China eingeführt. Zurecht wird also Eifrig nach Möglichkeiten gesucht, fremderregende Motoren entwickeln zu können. Der Haken dabei? Die nur mit höherer Drehzahl erreichbaren Wirkungen bedarf eines zusätzlichen Untersetzungsgetriebes. Mit dem Getriebe, wie wir es von Benziner oder Dieselmotoren kennen, hat das allerdings nicht viel gemeinsam. Es führt lediglich zu einem etwas höheren Stromverbrauch und es handelt sich ohnehin um Zukunftsmusik. Es ist allerdings davon auszugehen, dass bis dahin andere Verfeinerungen kompensatorisch gegenwirken werden. Unterm Strich wird man die Entwicklung begrüßen. Vorteile des Elektroantriebs Die gesamten Vorteile dieser motorbezogenen Neuerung sind auch beim Kraftfahrzeug bekannt. Unterbrechungsfreie Drehmomentabgaben, die einen hohen Fahrkonform gewährleisten, den bei versehrten Fahrzeugen, beispielsweise Krankentransport, einen besonders hohen Stellenwert beikommt. Hohe Wirkungsgrade zählen als weiterer Vorteil. Eine geringere Masse im Vergleich zu Verbrennungsmotoren. Dies erlaubt einen platzsparenden Einbau, der gerade beim nachträglichen Aufrüsten wichtig ist. Die Emissionsfreiheit beim Betrieb spricht dafür. Kaum Betriebskosten, zumal diese Motoren eine sehr lange Lebensdauer aufweisen und auch die Wartung mit ungleich geringerem Aufwand bewerkstelligt wird. Das Kühlsystem muss ebenso weniger aufwendig ausgestattet sein und verringert mögliche Anfälligkeit. Selbst die Bremssysteme sind einfacher, weil sie elektromotorisch konzipiert werden können. Und auch hier weder Wartungsarbeiten notwendig sind, noch ein Verschleiß zu befürchten ist. Diese Bremssysteme werden Nutzungsbremsen genannt, weil Energierückwendung, uns besser bekannt als Rekuperation, mit ihnen einhergeht. Zu den Aussichten Warum trotz der Vorteile der Individualverkehr noch immer nicht stärker auf beschriebene Weise ausgebaut ist, lässt sich durch die Reichweite der Akkus erklären. Hat also mit den Motoren selbst nichts zu tun. Mit Verbesserung der Akkus ging die Zukunft dieser Motoren konform. Sie bedingen einander. Warum aber der Elektromotor auf ein Getriebe und vieles mehr verzichten kann, ist einfach zu erkennen und sollten wir darüber aufgeklärt haben. Bevor die Folge zu Ende ist, noch eine Bitte. Sollte dir diese gefallen haben, dann freue ich mich über eine Bewertung bei iTunes, Spotify und Co. oder eben dort, wo du unseren Podcast hörst. Vielen Dank im Voraus und nun bis zum nächsten Mal. Ciao.