200 PS in einer Sporttasche: VW erklärt den Elektro-Antrieb im ID.3

Copyright Abbildung(en): Volkswagen

Mit dem ID.3 beginnt für die Marke Volkswagen der Aufbruch in eine neue, elektrifizierte Mobilität. Dessen Elektromotor auf Basis des Modularen E-Antriebs-Baukasten (MEB) wird dabei von der Volkswagen Group Components produziert. Gegenüber einem konventionellen Benzin- oder Dieselmotor ist er weniger komplex und dabei sogar so kompakt, dass er in eine Sporttasche passt. Doch wie funktioniert der elektrische Antrieb, den VW am Komponentenstandort Kassel fertigt?

Bestandteile eines E-Antriebs

In jedem Elektromotor befindet sich ein fest stehender Stator und ein sich darin drehender Rotor. Der Stator besteht aus Kupferdrahtspulen. Fließt durch diese Spulen elektrischer Strom, entsteht im Stator ein umlaufendes Magnetfeld, welches den Rotor zum Rotieren bringt. Die Drehbewegung beruht auf einem einfachen physikalischen Prinzip: ungleichnamige Pole von Magneten ziehen sich an, gleichnamige hingegen stoßen sich ab.

Des Weiteren unterscheidet man zwei Arten von elektrischen Antrieben: Permanenterregte Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen. Ein starker Dauermagnet als Rotor, der synchron mit dem Magnetfeld des Stators mitläuft, zeichnet die permanenterregte Synchronmaschine aus. Bei Asynchron­maschinen hingegen wird der Rotor mittels Stromzufuhr selbst magnetisiert und läuft daher dem Magnetfeld des Stators nach.

Hairpin-Technologie und konsequenter Leichtbau

Im neuen ID.3 von Volkswagen wird der E-Antrieb mit der Bezeichnung „APP 310“ verbaut. Hierbei handelt es sich um eine permanentmagneterregte Synchronmaschine. Aus der Bezeichnung „APP“ leitet sich die achsparallele Anordnung von Antrieb und Getriebe ab, aus der ergänzten Ziffernfolge das maximale Drehmoment von 310 Nm. Die wesentlichen Bauteile für diesen Antrieb entstehen in einem Mix aus Spezialisierung und Verbundfertigung an unterschiedlichen Produktionsstandorten der Volkswagen Group Components.

So werden Rotor und Stator im Komponentenwerk Salzgitter produziert. Für den Bau des Stators kommt mit der neuen Hairpin-Technologie ein innovatives Fertigungsverfahren zum Einsatz. Dabei werden die Räume innerhalb des Blechpakets des Stators mit flachen Formspulen aus Kupfer optimal ausgefüllt. So erhöhen sich im Vergleich zu einem Antrieb mit gewickelten Kupferdrahtspulen die Drehmomentdichte und der Wirkungsgrad des E-Antriebs. Das maximale Drehmoment liegt bereits bei niedrigen Drehzahlen an, so dass für das gesamte Drehzahlband der Einsatz eines sogenannten 1-Gang-Getriebes ausreichend ist.

Volkswagen

Sowohl E-Antrieb als auch 1-Gang-Getriebe werden im Komponentenwerk Kassel produziert. Die komplette Antriebseinheit ist mitsamt des 1-Gang-Getriebes so kompakt, dass sie in einer Sporttasche Platz findet. Der Antrieb wiegt lediglich rund 90 kg und leistet im ID.3 in der Spitze bis zu 150 kW (204 PS).

E-Antriebe aus Kassel für Märkte in Europa und Nordamerika

Die Elektromotoren für MEB-Fahrzeuge für Europa und Nordamerika werden künftig in Kassel produziert. Jährlich sind bis zu 500.000 Einheiten pro Jahr geplant. Zudem kooperiert Kassel eng mit dem chinesischen Werk Tianjin, wo parallel der E-Antrieb für den chinesischen Markt produziert wird. Zusammen werden die beiden Werke ab 2023 pro Jahr bis zu 1,4 Millionen E-Antriebe produzieren. Damit ist die Volkswagen Group Components künftig weltweit einer der größten Hersteller von Elektro-Antrieben für Fahrzeuge.

Quelle: Volkswagen – Pressemitteilung vom 14.11.2019

Über den Autor

Michael ist freier Autor und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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Es ist ja prinzipiell zu begrüßen dass VW endlich auch zu Sinnen kommt, aber nachdem VW jahrelang halbherzig das Thema verfolgt hat jetzt auf superschlau und auf Weltmeister zu machen ist eine so unglaubliche Frechheit!

Wieso ist es superschlau und eine unglaubliche Frechheit, einen Antriebsstrang in eine Tasche zu packen und daneben den Antrieb zu erklären? VW hat nichts neues erfunden, behauptet das auch nicht. Einfach ganz normales Marketing.

Was machen wir mit den alten Benzinern?

Ist die Frage ernst gemeint? Macht keinen Sinn alle Verbrenner zu sofort zu verschrotten. Sollten sich elektrische Fahrzeuge am Markt durchsetzen, wird die Zahl der in Verkehr befindlichen Verbrenner logischerweise von ganz alleine zurückgehen.

In der Übergangszeit vom Verbrenner zum Elektroantrieb werden irgendwann die Tankstellen weniger und der Sprit immer teurer. Spätestens dann kaufen wir alle den E- Antrieb.

Weiterfahren, bis sie hin sind, ist unterm Strich billiger und weniger Ressourcen verbrauchend als sie vorzeitig zu verschrotten. Oder als Gebrauchten in Länder verkaufen, wo sie alte Ladas und Moskwitschs mit ihrer noch schlechteren Umweltbilanz und Verkehrssicherheit ablösen und wo eine Ladeinfrastruktur länger als hier auf sich warten lässt.
Für die edlen und oldtimerwürdigen oder einfach rostfreien Bestände: Auf BEV umrüsten, wie es Stromos und Karabag gemacht haben, die waren jedoch zu früh gestartet, als die Batterie noch zu teuer war und die Umrüstung in manueller Einzelfertigung geschah, darum spricht heute keiner mehr davon. Aber wenn die Batteriepreise noch weiter sinken werden, könnten serienmäßige Umrüstsätze ein künftiges Zulieferergeschäft werden. Eine Geschäftsidee?

1. „Die Drehbewegung beruht auf einem einfachen physikalischen Prinzip: ungleichnamige Pole von Magneten ziehen sich an, gleichnamige hingegen stoßen sich ab.“
Grundsätzlich richtig. Dies würde aber bedeuten das Volkswagen einen Reluktanzmotor verwendet. Ist dem so? Ich vermute eher dass es doch eher die Induktion ist, die diese Drehbewegung auslöst. Dies passt auch eher zur Bezeichnung „permanenterregte Synchronmaschine“.

2. „Bei Asynchron­maschinen hingegen wird der Rotor mittels Stromzufuhr selbst magnetisiert und läuft daher dem Magnetfeld des Stators nach.“
Das stimmt nun nicht. Dies wäre ebenfalls eine Synchronmaschine, nur eben keine permanenterregte. Eine Asynchronmaschine hat keine Stromzufuhr zum Rotor, lediglich Wicklungen für den selbst induzierten Strom (Kurzschlussläufer).

Und wer sagt den Leuten, dass der Akku spätestens nach 8 Jahren nicht mehr brauchbar ist? Und der Wagen ein wirtschaftlicher Totalschaden ist. Das heutige durchschnittliche Fahrzeugalter ist bei uns aber ca. 9,5 Jahre. Soll heißen, es lebe die Wegwerfgesellschaft.

Warum genau ist der Akku nach acht Jahren nicht mehr brauchbar?

Genau, dass höre ich auch zum ersten Mal, dass der Akku nach 8 Jahren hin sein soll!?
Und wenn er dann irgendwann hin ist, dann gibt es noch second Life.

Tesla gibt 8 Jahre Garantie auf Akku und Antriebseinheit. Das heißt aber nicht dass der Akku nach 8 Jahren defekt ist. Ein Deutscher Tesla Model S Besitzer ist mit seinem Auto schon über 1 Mio. Km gefahren.

Mein Peugeot IOn ist von 2011 und fährt super toll.
Akku hat 99% .
Akkus kann man recyceln.
Verbranntes Benzin und Diesel kann man nicht recyceln.

„Lithium Titanate Oxid Battery Cell – LTO 2.3V 40AH“
Chinesischer Hersteller!
Laut Datenblatt 30000 Ladezyklen bei 0.2 C Ladestrom.
Nehmen wir mal an das Auto hat einen Akku für 500 Km Reichweite.
Dann könnte man 15 Millionen Kilometer fahren. Soviel schaffen die aktuellen in EAutos eingebauten Akkus (noch) nicht.
Danach als Hausakku?
Man sieht aber wohin die „Reise“ geht.

Man unterscheidet asynchrone und synchrone Maschinen.

Die Erklärung zur Asynchronmaschine ist schlicht falsch. Das Drefeld im Stator induziert Ströme im Rotor. Diese erzeugen wiederum ein Magnetfeld das seiner Ursache entgegenwirkt => gegen das Statorfeld, Lenz’sche Regel. Zum intuitiven Verständnis… Mechanisch ist eine Asynchronmaschine im übertragen der Kräfte mit einer Hydraulischenkupplung zu vergleichen. Eine Synchronmaschine dagegen mit einer Balgkupplung o. Ä., hier kann sich der Rotor nur ca. 90° gegen das Statorfeld „lehnen“ muss sich aber Drehzahlsynchron bewegen.

Schuster bleib bei deinem Leisten

Li-Ionen-Akkus haben eine Zyklenlebensdauer (diese liegt bei den gegenwärtigen Akkus in der Regel zwischen 500 bis 3000) und eine kalendarische Lebensdauer (von 8 bis 12 Jahren. Letztere ist unabhängig von den Ladezyklen. Also ist nach 8 bis 12 Jahren das Auto unbrauchbar, weil es die eingebauten Akkutypen auf dem Weltmarkt nicht mehr geben wird.

Glaube kein Wort über AKKU- Haltbarkeit und Lebensdauer. Ganz einfach weil noch keine Langzeiterfahrung bei grossen Mengen verfügbar ist.
Also gibt es nur eine Lösung entweder 13 Jahre Garantie darauf, solange kann ich schliesslich einen Diesel fahren, oder bei der Batteriemiete bleiben. Schliesslich würden ja E Autos 20 Jahre halten. Andernfalls fährt man ab dem 9. Jahr einen finanziellen Blindflug. Ausser man kann den Akku gegen einen neuen ersetzen, samt Einbau für max. 3000.- ! Müsste bei der heutigen Technik möglich sein.
– dieses ungelöste Problem muss dringend angegangen werden
– 2. Forderung ist auf jedem Parkplatz umgehend mind. 5 E Standplätze mit Typ ll. Chademo und ccs Schnellader Gleichstrom ausrüsten.

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