Der Geist der Vergangenheit von EV-1.
1996 brachte General Motors den EV-1 in die Saturn-Ausstellungsräume in Kalifornien und Arizona. Es war reiner Strom. Null Emissionen. Null Gas. Sieben Jahre lang wurden über 1.000 dieser eleganten Limousinen an Erstanwender vermietet, die dem Massenmarkt entfliehen wollten. Dann zog GM den Stecker. Der Konsens? Die Verbrauchernachfrage war schwach. Die Batterietechnik war primitiv. Der Großteil der Flotte landete nicht in Einfahrten. Sie landeten in Brecherbehältern.
Schneller Vorlauf in die späten 2000er Jahre.
Die Gaspreise sind in die Höhe geschossen. Die Batteriedichte hat sich verbessert. Und GM ist zurück im Spiel. Aber sie wiederholen die Geschichte nicht. Mit dem E-Flex-Antriebssystem ändern sie die Regeln völlig. Diese Plattform basiert auf dem Chevrolet Volt, einem Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), das Ende 2010 in den Ausstellungsräumen erhältlich sein soll.
Зміст
Wie sich E-Flex von herkömmlichen Hybriden unterscheidet
Die meisten Leute verwechseln den Volt mit einem Standard-Hybrid wie dem Toyota Prius. Sie sind nicht gleich. Die Unterscheidung ist wichtig.
Bei einem Standard-Hybrid ist der Verbrennungsmotor (ICE) mechanisch mit den Rädern verbunden. Es hilft, das Auto anzuschieben, insbesondere beim Beschleunigen. Ohne den Benzinmotor kann der Elektromotor die schwere Arbeit nicht leisten. Es ist eine Partnerschaft.
„Unser Motor ist nicht direkt mit den Rädern verbunden und schaltet sich nur ein, wenn die Batterie leer ist“, sagte GM-Sprecher Dave Darovitz.
GM-Ingenieure bezeichnen das Setup des Volt als „revolutionären Spin“. Die Räder werden ausschließlich elektrisch angetrieben. Stets. Auch wenn der Benzinmotor läuft.
Hier ist der Trick. Der Benzinmotor fungiert als Range Extender. Es handelt sich um einen stationären Bordgenerator. Sobald der Akku leer ist, fährt der ICE hoch. Es fährt das Auto nicht. Es erzeugt Strom zum Aufladen der Batterie, die dann den Elektromotor antreibt. Keine mechanische Verbindung. Keine Kupplung. Nur reiner Elektroantrieb, unterstützt durch einen gasbetriebenen Generator.
Die 40-Meilen-Regel
Warum ist dieses Setup für Ihren täglichen Weg zur Arbeit wichtig?
Nach dem Anschließen an eine normale Haushaltssteckdose über Nacht bietet der Volt eine rein elektrische Reichweite von bis zu 40 Meilen (64 Kilometer). Das reicht für die meisten täglichen Pendelfahrten. Sie verbrennen kein Gas. Sie bezahlen den Strom.
Sobald diese 40 Meilen zurückgelegt sind, greift der Range Extender. Das Auto fährt elektrisch weiter. Der Akku hält die Ladung aufrecht. Sie spüren nie eine Verschiebung der Leistungsabgabe, da sich der Antriebsstrang nie ändert. Es ist nur ein Elektroauto mit endlosem Stromvorrat.
Aber was treibt diese Batterie an? Und wie viel kostet Sie das tatsächlich im Vergleich zu einem Spritfresser?
Die E-Flex-Batterie
Wir müssen unter die Haube schauen. Konkret im Herzen der E-Flex-Plattform.
Die Batterie: Schweres Heben, niedriges Profil
Wir sprechen hier von einem 400 Pfund schweren Brocken Lithium-Ionen-Chemie. 181 Kilogramm reine Energiedichte. Es erzeugt bis zu 16 Kilowattstunden Strom. Das ist das Herzstück des E-Flex-Systems.
Warum ist das wichtig? Weil frühere Versuche mit Elektrofahrzeugen aufgebläht waren. Nehmen Sie den GM EV-1. Es wurde ein Blei-Säure-Akku verwendet. Die Leistung entsprach in etwa dem, was der E-Flex heute liefert, aber das Gewicht? Die EV-1-Batterie wog etwa 2.200 Pfund. Das ist fast eine Tonne mehr Eigengewicht.
Die Geometrie der Zellen macht den Unterschied. Die meisten Elektrofahrzeuge dieser Zeit verwendeten zylindrische Lithium-Ionen-Zellen. E-Flex geht flach. Flache Zellen nehmen weniger Raumvolumen ein. Sie packen mehr Energie auf die gleiche Stellfläche. Auch die Kühlung wird trivial. Flüssigkeit fließt über eine ebene Oberfläche, ohne Turbulenzen zu bekämpfen.
Es ist nicht nur eine Komponente. Es ist strukturell.
Die Batterie ist zu groß für einen Motorraum. Es ist im Chassis eingebaut. Eine T-förmige Schiene verläuft von der Vorder- zur Hinterachse. Die Oberseite des T sitzt unter dem hinteren Beifahrersitz. Diese Platzierung schützt den Rucksack bei einer Kollision. Es senkt auch den Schwerpunkt.
Tony Posawatz, der später die Chevrolet Volt-Reihe leitete, brachte es auf den Punkt: „Das Herz und die Seele [der E-Flex-Plattform] ist die Batterie, auf der sich ein Fahrzeug befindet.“
Ingenieure wissen, wie man einen Motor anschraubt. Sie wissen, wie man ein Getriebe einbaut. Aber einen riesigen Akku integrieren? Mit der Heizung, der Kühlung und den exotischen Materialien umgehen? Das war Neuland.
Wasserstoff-Brennstoffzellen? Das ist ein Zukunftsproblem. Infrastruktur fehlt. Elektrisches Laden? Das Gitter ist schon da. Posawatz hat die Rechnung deutlich gemacht: Strom kostet ein bis zwei Cent pro Meile. Benzin kostet zehn Cent. Die Wirtschaft funktioniert, ohne auf neue Pipelines warten zu müssen.
Fahrdynamik und Laden
Die E-Flex-Batterie speist einen Elektromotor. Dieser Motor treibt die Vorderräder an. Stille ist das Erste, was einem auffällt. Kein Verbrennungsgeräusch. Nur Reifengebrüll.
Die Leistung liegt bei etwa 120 Kilowatt. Das entspricht etwa 160 PS. Die Zahlen klingen bescheiden, bis man sich daran erinnert, wie sich Elektromotoren verhalten. Verbrennungsmotoren müssen hochdrehen, um Drehmomentspitzen zu erreichen. Elektromotoren liefern sofortiges Drehmoment. Von null auf 60 Meilen pro Stunde geht es in weniger als 9 Sekunden.
Es fühlt sich nicht wie ein Sparauto an. Es fühlt sich an, als würde eine V-6-Sportlimousine an der Ampel starten. Die Beschleunigung erfolgt unmittelbar. Unerbittlich.
Dabei spielt das regenerative Bremsen eine große Rolle. Wenn Sie vom Gas gehen oder die Bremse betätigen, kehrt der Motor seine Funktion um. Es wird zum Generator. Es fängt kinetische Energie ein. Es speist diese Energie zurück in die Batterie. Die niedrige Montageposition der Batterie unterstützt die Fahrstabilität bei diesen Manövern mit hohem G.
Aufladen ist banal. Es verwendet die gleiche Lithium-Ionen-Chemie wie Ihr Laptop oder Telefon. Gerade vergrößert.
An eine normale 110-Volt-Haushaltssteckdose anschließen. Jede Küchensteckdose funktioniert. GM geht davon aus, dass die meisten Benutzer über Nacht in ihrer Garage laden werden. Das dauert etwa sechs Stunden. Wenn Sie einen 220-Volt-Stromkreis haben, halbieren Sie diese Zeit. Drei bis vier Stunden.
Andrew Farah, der Chefingenieur des Volt, wollte den Prozess entmystifizieren. Die Komponenten sind komplex. Die Erfahrung ist es nicht. Das Auto am Laufen zu halten ist so einfach wie das Anschließen einer Lampe. An der Seite des Autos befindet sich ein Stecker. Sie schließen es an die Wand an. Das ist es.
Der E-Flex Range Extender
Sobald die anfängliche Batterieladung nachlässt, übernimmt der Range Extender. GM nennt es so, aber funktionell ist es nur ein Verbrennungsmotor, der vorne im Fahrzeug sitzt. Beim Chevrolet Volt-Konzept handelt es sich um einen 1,0-Liter-Dreizylindermotor. Es treibt die Räder nicht direkt an. Es dreht einen Generator, um die Batterie aufzuladen. Der Kraftstofftank fasst 12 Gallonen.
Ingenieur Andrew Farah bringt es auf den Punkt. Die meisten Elektrofahrzeuge sind einfach. Batterie. Motor. Das ist es. Keine Ladung mehr? Du drängst. Auf der E-Flex-Plattform passiert das nicht. Der Benzinmotor beseitigt die „Reichweitenangst“, die den Fahrer dazu bringt, auf die Anzeigen zu starren und zu berechnen, ob er genug Energie hat, um nach Hause zu kommen.
Du brauchst immer noch Benzin. Das Auto fährt allein mit Batteriestrom bis zu 40 Meilen. Danach? Der Gasmotor schaltet sich ein. Es ist nicht optional, wenn Sie in Bewegung bleiben möchten.
GMs Tonhöhe ist aggressiv. Sie behaupten, dass der durchschnittliche Fahrer 500 Gallonen Kraftstoff pro Jahr spart. Fast keine Tankstellenbesuche. Keine typischen Motorwartungspläne. Sie möchten, dass Sie so viel wie möglich einstecken, um die Batterie konditioniert zu halten.
Kraftstoffflexibilität und Wasserstoffpläne
Ingenieure blicken bereits über den reinen Benzinverbrauch hinaus. Das Ziel ist ein Range Extender, der mit Benzin oder E85-Ethanolmischungen betrieben werden kann. In Europa testen sie Diesel. Es gibt auch eine Wasserstoff-Brennstoffzellen-Variante in der Entwicklung.
„Die meiste Zeit würden Sie die Brennstoffzelle betreiben und die Batterie nicht so oft.“
In dieser Konfiguration entfernen Sie den Range Extender und den Generator vollständig. An ihre Stelle treten Wasserstoffzellen. Die Batterie spielt eine untergeordnete Rolle. Es ist eine andere Architektur, aber die E-Flex-Philosophie bleibt bestehen.
Null Emissionen für den täglichen Pendelverkehr
GM möchte, dass diese Autos sauber sind. Wirklich sauber. Auf den ersten 40 Meilen der Fahrt liegen die Emissionen bei Null. Der Elektromotor stößt keine Chemikalien aus. Keine Schadstoffe. Kein Auspuff.
Sobald der Motor anspringt, steigt die Effizienz. GM-Ingenieure schätzen, dass bei aktivem Range Extender etwa 50 Meilen pro Gallone erreicht werden. Das Konzeptauto versprach eine Reichweite von über 600 Meilen. Die Serienversion bietet etwa 360 Meilen. Warum der Tropfen? Kleinerer Benzintank. Weniger Gewicht.
Vertreter von GM halten die Reduzierung für sinnvoll. Darovitz fragte, warum jemand Treibstoff mit sich führen würde, den er vielleicht nie verbrauchen würde. Die meisten Amerikaner fahren nicht mehr als 400 Meilen, ohne anzuhalten. Tatsächlich schätzt GM, dass mehr als 75 Prozent der Pendler in den USA weniger als 40 Meilen pro Tag fahren.
Wenn die E-Flex-Fahrzeuge ihre Ziele erreichen, verbrauchen diese Pendler keinen Tropfen Benzin. Keine schädlichen Emissionen im Alltagstrott. Der kleinere Tank könnte ironischerweise die Gesamtkraftstoffverbrauchswerte steigern, selbst wenn Sie ihn nur selten nutzen. Aber wenn Sie sich entscheiden, auf die Autobahn zu fahren? Sie erhalten immer noch 50 mpg.
Wann kann man den Chevy Volt eigentlich kaufen? Und was steht sonst noch auf der E-Flex-Roadmap? Das nächste Kapitel enthält die Preis- und Verfügbarkeitsdetails.
Die E-Flex-Plattform und die ehrgeizige Roadmap des Volt
Der Chevrolet Volt erschien 2007 auf der North American International Auto Show (NAIAS) als Flaggschiff der neuen E-Flex-Plattform von GM. Es war nicht der EV-1. Das war eine Kuriosität mit zwei Sitzen und zwei Türen. Es handelte sich um eine viertürige Kompaktlimousine. Vier Sitze. In die Kabine passt hinten ein 1,80 Meter großer Mann. Allerdings ohne Mittelsitz. Dieser Platz entfiel auf den Akku im Boden. Das niedrige Dach förderte die Luftzirkulation. Aerodynamik war nicht optional. GM brauchte diesen Kraftstoffverbrauch, um zu funktionieren.
Der schwierige Teil war der Weg dorthin. Der Zeitplan für den Chevrolet Volt war brutal. Die Ingenieure wollten die Autos bis Ende 2010 auf die Straße bringen. Das bedeutete umfangreiche Tests. Der Akku musste kühl bleiben. Es musste sicher sein. Es musste holprige Straßen überstehen. Und es musste massenproduzierbar sein. Sie können nicht einfach einen Prototyp von Hand bauen und auf das Beste hoffen, wenn Sie Volumen anstreben.
Die Preisgestaltung war ein weiteres Problem. GM brachte zunächst 30.000 US-Dollar auf den Markt. Dann gerieten die Gespräche ins Wanken. Darovitz, ein GM-Sprecher, brachte es unverblümt auf den Punkt.
„Der Preis für den Chevrolet Volt steht noch nicht fest.“
Sie prüften staatliche Steuergutschriften. Kundenvorteile. Subventionen. Stromkosten versus Benzineinsparungen. Erste Bände. Der Preis würde an die Gaspreise zum Start gekoppelt sein. Macht Sinn. Wenn Benzin 5 US-Dollar pro Gallone kostet, ändert sich das Wertversprechen.
Jenseits der Limousine: Opel Flextreme und Cadillac Provoq
Monate nach der Enthüllung des Volt brachte GM den Opel Flextreme auf den Markt. Es ist der europäische Cousin. Ein stilvoller Fünftürer mit Fließheck. Gleiches Herz. Die gleiche E-Flex-Technologie. Aber der Range Extender war anders. Ein 1,3-Liter-Turbodieselmotor. Kein Verbrennungsgasmotor. Diesel trieben die meisten Autos in Deutschland an. Opels Heimstadion. Dadurch war der Flextreme besser für europäische Straßen geeignet.
Dann kam der Cadillac Provoq. Erscheint im Januar 2008 auf der Messe. Ein SUV. Es wurde jedoch ein E-Flex-System gepaart mit Wasserstoff-Brennstoffzellen verwendet. Keine Abgasemissionen. Nur Wasserdampf.
Die Zahlen waren beeindruckend. 280 Meilen mit Wasserstoff. 20 Meilen mit elektrischer Batterieenergie. Und das alles bei null schädlichen Emissionen.
Das waren noch Konzepte. Aber Farah, der Chefingenieur, sagte, die Komponenten seien für eine breite Palette von Fahrzeugen konzipiert.
„Wir sollten in der Lage sein, die Verfügbarkeit dieser Art von Technologie zu erweitern und sie in alle Arten von Autos zu integrieren, die sich die Menschen wünschen.“
Wie es zusammenpasst
Bei der E-Flex-Plattform ging es nicht nur um ein Auto. Es handelte sich um einen modularen Antriebsansatz. Ob es sich um eine kompakte Limousine, ein europäisches Fließheck oder einen Wasserstoff-SUV handelte, die zugrunde liegende Philosophie blieb dieselbe. Elektrifizierung mit einem Backup-Range-Extender.
Speziell für den Volt waren die technischen Herausforderungen immens. Wärmemanagement der Batterie. Sicherheit unter Stress. Aerodynamische Effizienz. All dies musste vor dem Produktionsstart zusammenlaufen. Der Preis war immer noch in der Schwebe, abhängig von Marktbedingungen und Subventionen. Aber die Technik war real. Und es kam.
Ob der Preis von 30.000 US-Dollar jemals gehalten werden konnte, ist eine andere Geschichte. Der Zeitplan war ehrgeizig. Manche nannten es unmöglich. Aber die Stücke waren da. Die Batterie. Der Motor. Die Aerodynamik. Die Plattform.
Was passiert, wenn die Subventionen versiegen? Oder wenn die Benzinpreise sinken? Die Mathematik ändert sich. Der Volt wurde für einen bestimmten Zeitpunkt gebaut. Ein Moment, in dem Strom und Benzin im Krieg standen. Und GM wollte der Friedenswächter sein. Oder der Sieger. Kommt darauf an, wie man es betrachtet.
