die Technik des Elektro A2
Die Technik des umgebauten Elektro Audi A2
05.05.2011 - JB/Jürgen Blumenkamp - hier wie versprochen einige Infos, die ich herausfinden konnte über die technischen Details des umgebauten elektrischen Audi A2 aus dem Beitrag "Rekordfahrt 600 km" (Link siehe unten). Generell bin ich bei den erwähnten beteiligten Firmen eher auf Gegenwehr gestoßen. Der allgemeine Tenor: "....verstehen Sie bitte, dass wir keine Einzelheiten nennen können...." Nun, ich habe dennoch einiges erfahren :-)
Der Motor
Elektromotoren "dürfen" erheblich weniger Leistung (PS / kW) haben, und "bringen" dennoch die gleiche oder mehr Vortriebsleistung als gleichstarke Verbrennungsmotoren (V Motor). Dies hängt mit der extrem gleichmässigen Leistungsabgabe eines E Motors zusammen. Bereits aus dem Stillstand kann fast das volle Drehmoment erreicht werden. Bemerkenswert ist auch, dass E Motoren einen Wirkungsgrad von über 90 % haben können, während V Motoren nur um die 40% erreichen, also sehr viel in Wärme verbraten wird. Die Spitzenleistung eines E Motors kann bis zu 10 mal höher sein, als die Nennleistung. All dies führt zu dem erwähnten Effekt, dass bereits recht "schwache" E Motoren für viel "Bewegung" sorgen.
Die ersten E Motoren
Die ersten E Motoren waren sog. DC (Direkt Current / Gleichstrom) Motoren. Da mit DC generell kein Motor direkt betrieben werden kann, muss der Motor selber daraus Wechselstrom machen, was mit dem Kommutator, also mit Schleifringen gemacht wird. Bei höheren Leistungen ist dieses System problematisch. Die ersten DC Motoren wurden nach verschiedenen Wickelprinzipien aufgebaut.
E Motor der neuen Technik: AC E Motor
Modernere E Motoren - ganz gleich welcher Leistung, ganz besonders aber wenn es um hohe und höchste Leistungen geht - werden mit AC (Alternating Current / Wechselstrom) betrieben. Der Vorteil liegt auf der Hand, da hier kein Kommutator und damit auch keine Schleifringe (die erhebliche Verluste haben können, und auch verschleißen) benötigt wird. Somit fallen auch rotierende Wicklungen weg, denn die Wicklung kann nun feststehend motiert werden. Was sich rotiert, was sich dreht, der Rotor, besteht nun lediglich aus Metallstäben, oder aus einem Dauermagnet. Beide folgen dem von aussen angelegtem "Drehfeld" des AC Drehstromes, welcher über 3 Kabel (3 Phasen, jeweils mit 120 Grad Phasenverschiebung) zugeführt wird.
Der Motor
Im umgebauten Audi A 2 wurde ein Motor von Azure verwendet, vom Typ 24 LS, offenbar 24 Pole, Betrieb über 3 Phasen AC. (http://www.azuredynamics.com/). Als Controller wurde eine Variante vom gleichen Hersteller verwendet, vom Typ DMOC 445.
Der Akku
Beim umgebauten Audi A2 von V Antrieb auf E Antrieb wurde als Energiequelle ein Lithium-Eisen-Polymer Akku vom Typ LeFePO, 3.20 Volt, Lithium-Ion verwendet. Es wurden offenbar 114 Zellen in Reihe geschaltet. Die Kapazität konnte ich leider nicht ermitteln. In manchen Berichten ist von 50Ah die Rede, dann von 98 Ah, in noch anderen von 260 Ah (was hier wohl sicher nicht zutreffend ist). Für Gabelstapler werden diese Akkus (z.B. die 260 Ah Variante) schon länger von DBM produziert. Sie sind leistungsfähig und bezahlbar. Hannemann (DBM) hat diese Technologie auf den Pkw übertragen.
DC DC Wandler
Da Elektronik intern meist 12 V benötigt, zumal im PKW, und auch die vorhandene Technik (Heizungssteuerung, Beleuchtung, Radio, usw.) ja weiterhin mit Energie versorgt werden muss, wird aus dem Hauptakku auch ein DC DC Wandler versorgt. Dieser wandelt die mehrere hundert Volt hohe Spannung vom Hauptakku in eine 12 V DC Spannung runter. Damit wird dann der "normale" 12 V Autoakku mit Energie versorgt, und damit auch die Bordelektronik.
Die E Motor Steuerelektronik: der Controller
Der früher im DC Motor verwendete Kommutator wird hier durch eine Elektronik ersetzt. In der Industrie ist das der Frequenzumrichter, in Fahrzeugen ist es der sog. Motorcontroller, der letztlich auch nichts anderes als ein Frequenzumrichter ist. Jedoch werden diese Controller mit Gleichstromenergie - aus einem Akku - versorgt, während Industriefrequenzumrichter üblicherweise mit Wechselstrom versorgt werden. Diese Elektronik wandelt den DC in AC, bzw. in 3 Phasen AC mit variabler Frequenz (damit variabler Drehzahl) um.
Ergänzende Links
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- Andere Technik: halb und halb - das Hybridauto.
- hier der Link zu einer Zulieferer Übersicht: http://maeaa.org/links.html .
- hier der Link zu DBM: http://www.dbm-energy.com/
- hier der Link zu Lekker Energie:http://www.lekker-energie.de/
- hier der Link zu Beschreibung der Umbauphase des A2: http://www.le-mobile.de/
