Die Komponenten eines Elektrofahrzeugs

In diesem Bericht gehe ich auf die elektrischen Komponenten ein, die bei einem Umbau zum Elektrofahrzeug benötigt werden.

Wie im folgenden Bild dargestellt, müssen Teile ausgebaut und neue eingebaut werden, damit aus dem herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ein Elektrofahrzeug wird.

Die elementaren Komponenten, welche ausgebaut, und im technischen Sinne durch neue erstetzt werden müssen, sind:

Ausbau:

a) Verbrennungsmotor + Lichtmaschine
b) Kraftstofftank
c) Auspuffanlage

 


Einbau:

Die ausgebauten Komponenten werden ersetzt durch:

  1. Elektromotor: Der Elektromotor kann über einen Adapter direkt an das Getriebe montiert werden und sollte die Leistung des Verbrennungsmotors nicht übersteigen, da das Fahrwerk und die Bremsen auf die maximale Leistung des Verbrennungsmotors ausgelegt sind.

  2. Controller: Der Controller, auch Leistungselektronik genannt, wird direkt zwischen Batterie und Elektromotor angeschlossen und liefert dem Elektromotor die richtigen Signale und den Strom, damit sich das Fahrzeug so verhält, wie vom Fahrer gewünscht.

  3. DCDC-Wandler: Der DCDC-Wandler ersetzt die Lichtmaschine im Fahrzeug und transformiert die Hochspannung der Traktionsbatterie, von weit über 100V auf 12V herunter. Damit werden Verbraucher wie Scheinwerfer, Steuergeräte, Radio etc. weiterhin versorgt. Gleichzeitig wird die im Fahrzeug verbliebene 12V Batterie aufgeladen, welche zum Puffern und aus Sicherheitsgründen weiterhin benötigt wird.

  4. Elektrisches Gaspedal: Das elektronische Gaspedal ist die Schnittstelle zwischen Fahrer und Antrieb. Es ist direkt am Controller angeschlossen, und setzt den Fahrerwunsch in elektronische Signale um. Der Controller wertet diese Signale aus, um somit den Elektromotor anzusteuern.

  5. Traktionsbatterie: Der Tank wird ersetzt durch die Traktionsbatterie. Die Traktionsbatterie ist die Energiequelle für den Antrieb und alle anderen Verbraucher im Fahrzeug. Eine Traktionsbatterie besteht aus vielen Einzelzellen, und hat je nach Auslegung des Fahrzeuges meist eine Gesamtspannung zwischen 80V und 500V.

  6. BMS: Das Batterie Management System überwacht die Traktionsbatterie und prüft kontinuierlich die Zellspannungen und die Batterietemperatur. Es kann im Bedarfsfall die Batterie vom Ladegerät oder vom Antrieb trennen. Das BMS kümmert sich auch um das „Balancing“ der Batterie, d.h. es sorgt durch gezielte Energieverteilung in der Batterie dafür, dass alle Einzelzellen auf dem gleichen Spannungsniveau sich befinden, damit beim Entladen und Laden der Batterie keine der Zellen mehr oder weniger als andere Zellen belastet wird. Somit kann eine längere Lebensdauer und Sicherheit erreicht werden.

 

Die Auspuffanlage muss zum Glück nicht ersetzt werden, da ein Elektrofahrzeug keine Schadstoffe abgibt. Was allerdings nicht heißt, dass ein Elektrofahrzeug schadstoffarm unterwegs ist. Nur wenn die Batterie ausschließlich mit regenerativer Energie aufgeladen wurde, fährt das Elektrofahrzeug auf Dauer gesehen schadstofffrei.

Weitere Komponenten, wie eine elektrische Servopumpe, eine Unterdruckpumpe für den Bremskraftverstärker, eine elektrische Heizung (TÜV relevant) sowie diverse Kleinteile werden für den Umbau ebenfalls benötigt. Dazu aber mehr in einem der folgenden Artikel.