Das Fundament eines jeden Elektroautos ist
die sogenannte Plattform. Sie gibt die strukturelle und technische
Grundarchitektur des E-Autos vor und wird von Herstellern immer wieder
verbessert und weiterentwickelt. Oft arbeiten verschiedene Hersteller sogar
gemeinsam an Plattformen, die sie dann jeweils fĂĽr ihre eigenen Modelle nutzen und
weiterverarbeiten können. Das gilt übrigens nicht nur für Elektroautos, sondern
fĂĽr Fahrzeugplattformen allgemein, jedoch unterscheiden sich die Plattformen in
vielerlei Hinsicht.
Grundlagen und Informationen rund um Plattformen fĂĽr Elektroautos gibt es zusammengefasst in diesem Artikel.Â
Als strukturelles Fundament des Elektroautos umfasst die Plattform alles, was nicht besonders spezifisch fĂĽr das Design und Aussehen des Autos ist. Die Plattform bietet also den Unterbau fĂĽr den sogenannten Top-hat: Karosserie, Interieur und alle weiteren Elemente, die auf der Plattform aufbauen.
Zu den Komponenten der Plattformen für Elektroautos gehört alles, was für Antrieb, Energieversorgung und Fahrzeugsteuerung notwendig ist. Oft ist jedoch nicht eindeutig abgrenzbar, welche Teile zur Plattform gehören, da es verschiedene herstellerspezifische Strukturen und Aufteilungen gibt. So können auch andere Elemente, wie die Sitzstruktur oder -aufteilung des Fahrzeugs, zur Plattform gehören. Wie genau die Sitze dann aber ausgestaltet sind, welches Material und in welcher Farbe sie beispielsweise bezogen werden, hängt von dem Modell ab.
Grundsätzlich umfasst das Fahrgestell, das auch Chassis genannt wird, bei allen Autos den Rahmen, Aufhängungen und sicherheitsrelevante Unfallelemente. Es bildet die tragende Struktur des Fahrzeugs, auf der alle anderen Komponenten montiert werden, einschließlich der Karosserie und des Antriebsstrangs. Dabei kann sogar ein selbsttragendes Chassis verwendet werden, bei dem das Fahrgestell und die Karosserie eine Einheit bilden. In diesem Fall ist die Karosserie ein Bestandteil der Plattform.
Der Entwurf von Fahrgestellen fĂĽr Elektroautos unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten von dem fĂĽr Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der optimalen Integration der Batterie, der Gewichtsverteilung und der aerodynamischen Effizienz, schlieĂźlich sind Elektroautos durch die Batteriepakete bedeutend schwerer.
Bei dem Design von Plattformen für Elektroautos werden die Batteriepakete in der Regel mit tiefem Schwerpunkt flach im Unterboden platziert, um die Fahrstabilität und Aerodynamik zu verbessern. Um das Gewicht der Batterie tragen zu können, muss der Unterboden entsprechend gestaltet werden. Außerdem muss das Fahrgestell ausreichend Kühlmöglichkeiten der Batterie durch Luft- oder Flüssigkeitsströme ermöglichen. Plattformen für Elektroautos werden in der Regel modular aufgebaut und aus leichten Materialien hergestellt. Durch den modularen Aufbau können sie für verschiedene Fahrzeugtypen und -größen mit unterschiedlichen Radständen, Fahrzeuglängen und Karosserieformen verwendet werden.
Ein weiteres bedeutendes Kriterium bei Plattformen für Elektroautos sind die Sicherheitsanforderungen. Das Fahrgestell muss so entworfen sein, dass die Crashsicherheit gewährleistet ist und nicht nur Personen im Fahrzeug, sondern auch die Batterie geschützt sind. Sie kann andernfalls eine Brandgefahr darstellen. Dies gilt ebenso für Verkabelung und Elektronik.
Das Fahrwerk umfasst alle mechanischen Systeme, die die Räder mit dem Fahrzeugrahmen verbinden und das Handling, die Federung und die Lenkung des Fahrzeugs ermöglichen. Dazu gehören u. a. Aufhängung, Stoßdämpfer, Achsen, Lenkung, Bremsen und Räder. Das Fahrwerk ist entscheidend für die Fahrdynamik, den Komfort und die Sicherheit des Fahrzeugs.
Für Elektroautos wird das Fahrwerk entsprechend angepasst. Um das Gewicht der Batterie im Unterboden auszugleichen, werden beispielsweise optimierte Federungen und Stoßdämpfer verbaut. Um die Rekuperation beim Bremsen zu ermöglichen, gibt es spezielle Bremssysteme mit Generatoren zur Energierückgewinnung. Außerdem werden bei einigen Elektroautos In-Wheel-Motoren genutzt, bei denen also der Motor im Rad integriert wird. Auch dazu muss das Fahrwerk angepasst werden.
Der Antriebsstrang besteht aus einem System von Komponenten, das die Energie vom Motor auf die Räder überträgt und somit für Antriebskraft und Fortbewegung sorgt. In Sachen Beschleunigung, Effizienz und Handling spielt der Antriebsstrang eine zentrale Rolle. Er umfasst alle mechanischen und elektrischen Teile, die dafür notwendig sind. Bei Autos mit Verbrennungsmotor gehört dazu u. a. der Motor, das Getriebe mit Kupplung sowie die Achsen, das Differenzial und die Antriebswellen.
Bei Elektroautos besteht der Antriebsstrang in der Regel aus einem Elektromotor an den Achsen oder in den Rädern, einem Batteriepaket im Unterboden, einem Getriebe und den zugehörigen Antriebswellen, wobei diese Teile jedoch für Elektroautos angepasst wurden. Außerdem steuern elektronische Systeme den Antriebsstrang, das Energiemanagement, die Ladefunktionen und oft auch andere Assistenzsysteme. Für die Überwachung von Batterieleistung und -sicherheit ist das Batteriemanagementsystem (BMS) zuständig.
Neben den Systemen, die den Antriebsstrang steuern, gibt es weitere elektrische und elektronische Systeme in Plattformen fĂĽr Elektroautos. Dazu gehören ein Zentralcomputer und spezialisierte Steuergeräte, die die verschiedenen Funktionen des Fahrzeugs regeln, beispielsweise Heizung, LĂĽftung oder Klimaanlage. AuĂźerdem sind integrierte Sicherheits- und Assistenzsysteme Bestandteil der Plattform, wie Airbags oder das ABS. Â
Fahrassistenzsysteme der Plattform mit automatisierten Fahrfunktionen können Sicherheit und Komfort erhöhen, während kollaborative Systeme die V2X-Kommunikation ermöglichen. Das Infotainmentsystem sorgt derweil für Navigation, Information und Unterhaltung im Fahrzeug.
Um die bestmögliche Struktur für ihre jeweiligen Modelle zu finden, entwickeln Hersteller kontinuierlich neue Plattformen für Elektroautos. Dabei haben sich verschiedene Trends durchgesetzt.
Die sogenannte Skateboard-Plattform ist eine der häufigsten Fahrgestellarten für Elektroautos. Bei diesem Design befinden sich die Batterien flach im Boden des Fahrzeugs, während Elektromotoren an den Achsen montiert sind. Dieses Layout bietet mehrere Vorteile, unter anderem einen tiefen Schwerpunkt mit hoher Fahrstabilität sowie ein flexibles, skalierbares Design. Hersteller wie Tesla und Volkswagen nutzen die Skateboard-Plattform für ihre Elektrofahrzeuge.
Bei modularen Plattformen handelt es sich um flexible Baukästen, die sowohl für Verbrennungs- und Hybridautos als auch für Elektroantriebe genutzt werden können. Durch die Verwendung einer einheitlichen Plattform ist diese Art kosteneffizient, ermöglicht eine breite Produktpalette sowie die potenzielle Integration neuer Technologien, wie autonomer Fahrfunktionen.
Ein Beispiel hierfĂĽr ist die MEB-Plattform (Modularer E-Antriebs-Baukasten) von Volkswagen, die beispielsweise bei den ID-Modellen des Herstellers verwendet wird und zugleich dem Skateboard-Design folgt.
Einige Hersteller setzen auf speziell für Elektrofahrzeuge entwickelte Plattformen, die ausschließlich für den Einsatz von E-Antrieben konzipiert sind. Diese Plattformen für Elektroautos sind entsprechend für maximale Effizienz optimiert, um das volle Potenzial des Elektroantriebs auszuschöpfen, z. B. durch effizientere Kühlungssysteme für Batterien oder eine bessere Aerodynamik. Außerdem können höhere Reichweiten und schnellere Ladezeiten ermöglicht werden.
Ein Beispiel hierfür ist die PPE-Plattform von Audi und Porsche. Die Premium Platform Electric unterscheide sich nach Angaben von Audi von bisherigen Fahrgestellen für Elektroautos unter anderem in Sachen Platzoptimierung und Reichweite. Durch eine optimierte Ladegeschwindigkeit und kompaktere Komponenten sei ein höherer Wirkungsgrad erzielt worden.
Eine Fahrzeugplattform umfasst eine Vielzahl von Systemen und Komponenten, die zusammen die technische Grundlage eines Fahrzeugs bilden. Neben dem Fahrgestell und dem Fahrwerk sind auch der Antriebsstrang sowie die elektrischen und elektronischen Systeme integrale Bestandteile der Plattform.
Dies ermöglicht es Herstellern, verschiedene Modelle auf einer gemeinsamen Basis zu entwickeln, was Kosten spart und die Produktion effizienter macht. Von der innovativen Skateboard-Plattform über modulare Baukästen bis hin zu spezialisierten Elektroplattformen gibt es eine Vielzahl von Ansätzen, um den Anforderungen der E-Mobilität gerecht zu werden.
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