Wichtigste Erkenntnisse<\/b><\/p>\n Inhalts\u00fcbersicht<\/b><\/p>\n Um die Frage \"Haben Elektrofahrzeuge ein Getriebe?\" richtig beantworten zu k\u00f6nnen, muss man zun\u00e4chst einen Schritt zur\u00fccktreten und den grundlegenden Zweck eines Getriebes in jedem Fahrzeug untersuchen. Die Rolle des Getriebes ist nicht willk\u00fcrlich; es ist die L\u00f6sung f\u00fcr ein Problem, das mit der Antriebsmaschine, dem Motor, zusammenh\u00e4ngt. Seit \u00fcber einem Jahrhundert ist diese Antriebsmaschine der Verbrennungsmotor (ICE), ein Ger\u00e4t mit einem bemerkenswert engen Zeitfenster f\u00fcr den effektiven Betrieb. Die Unterschiede in der Getriebekonstruktion zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Elektrofahrzeug sind keine Frage der Vorliebe, sondern spiegeln direkt die v\u00f6llig unterschiedlichen Betriebseigenschaften der jeweiligen Antriebsquellen wider. Es handelt sich um zwei v\u00f6llig unterschiedliche physikalische Prinzipien, die Bewegung und Effizienz bestimmen.<\/p>\n Betrachten wir den Verbrennungsmotor. Er ist im Wesentlichen eine kontrollierte Reihe von Explosionen. Ein pr\u00e4zises Gemisch aus Kraftstoff und Luft wird gez\u00fcndet und treibt einen Kolben an, der eine Kurbelwelle dreht. Dieser Prozess ist zyklisch und hat einen optimalen Rhythmus. Ein Verbrennungsmotor kann kein n\u00fctzliches Drehmoment - die Rotationskraft, die das Auto bewegt - aus dem Stillstand heraus erzeugen (null Umdrehungen pro Minute, oder RPM). Er muss mit einer bestimmten Mindestdrehzahl, der so genannten Leerlaufdrehzahl, drehen, um seinen Betrieb aufrechtzuerhalten. Unterhalb dieser Drehzahl kommt es zum Stillstand.<\/p>\n Au\u00dferdem ist die F\u00e4higkeit des Motors, Leistung und Drehmoment zu erzeugen, nicht \u00fcber den gesamten Drehzahlbereich konstant. Es gibt einen bestimmten, eher begrenzten Drehzahlbereich, in dem der Motor am effizientesten ist - wo er die meiste Leistung bei geringstem Kraftstoffverbrauch erzeugt. Dieser Bereich wird oft als \"Leistungsband\" bezeichnet. Bei einem typischen Benzinmotor liegt dieser Bereich etwa zwischen 2.000 und 4.000 U\/min. Wenn Sie den Motor weit unterhalb dieses Bereichs betreiben, f\u00fchlt er sich tr\u00e4ge an und hat nicht gen\u00fcgend Leistung. Wenn Sie den Motor zu weit \u00fcber diesen Bereich hinaus betreiben, riskieren Sie mechanische Sch\u00e4den, und seine Leistungsf\u00e4higkeit sinkt. Es ist wie bei einem menschlichen L\u00e4ufer, der ein bestimmtes, angenehmes Joggingtempo hat, aber nicht in diesem Tempo aus dem Stand loslaufen kann und nicht in der Lage ist, einen vollen Sprint \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum durchzuhalten.<\/p>\n Hier liegt das Problem, das ein Getriebe l\u00f6st. Die R\u00e4der eines Autos m\u00fcssen in der Lage sein, sich bei einer gro\u00dfen Bandbreite von Geschwindigkeiten zu drehen, vom Kriechen im Verkehr bis zum Cruisen auf der Autobahn. Ein mehrg\u00e4ngiges Getriebe fungiert als Vermittler, als mechanischer Dolmetscher zwischen dem engen Drehzahlbereich des Motors und dem breiten Spektrum der erforderlichen Drehzahlen der R\u00e4der. Durch die Verwendung einer Reihe von G\u00e4ngen unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe erm\u00f6glicht das Getriebe dem Motor, in seinem optimalen Leistungsbereich zu bleiben, w\u00e4hrend sich die R\u00e4der langsamer (in einem niedrigen Gang, f\u00fcr hohes Drehmoment und Beschleunigung) oder schneller (in einem hohen Gang, f\u00fcr hohe Geschwindigkeiten und Kraftstoffeffizienz) drehen. Beim Schalten geht es darum, die richtige \u00dcbersetzung zu w\u00e4hlen, um den Motor in seinem optimalen Bereich zu halten. Aus diesem Grund hat ein herk\u00f6mmliches Auto ein komplexes Getriebe mit f\u00fcnf, sechs oder sogar zehn verschiedenen Vorw\u00e4rtsg\u00e4ngen und einem R\u00fcckw\u00e4rtsgang.<\/p>\n Wenden wir unsere Aufmerksamkeit nun dem Elektromotor zu. Er funktioniert nach einem ganz anderen Prinzip: Elektromagnetismus. Wenn ein elektrischer Strom durch die Spulen im Motor flie\u00dft, erzeugt er ein Magnetfeld, das mit einem anderen Magnetfeld (von Magneten oder anderen Spulen) in Wechselwirkung tritt und eine Drehkraft erzeugt. Dieser Prozess ist unmittelbar und unglaublich flexibel. Der tiefgreifendste Unterschied und der Schl\u00fcssel zum Verst\u00e4ndnis des EV-Getriebes ist die Drehmomentkurve des Elektromotors.<\/p>\n Ein Elektromotor erzeugt fast 100% seines Spitzendrehmoments vom ersten Moment an, in dem er sich zu drehen beginnt - und das bei Null U\/min. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, ein schweres M\u00f6belst\u00fcck zu schieben. Ein Verbrennungsmotor ist wie ein Mensch, der einen Anlauf braucht, um Schwung zu bekommen. Ein Elektromotor ist wie ein Gewichtheber, der aus dem Stand heraus maximale Kraft aus\u00fcben kann. Diese Eigenschaft des sofortigen Drehmoments verleiht Elektrofahrzeugen ihre ber\u00fchmte z\u00fcgige und sanfte Beschleunigung aus dem Stillstand. Man braucht keine Kupplung, um den Motor auszukuppeln, man muss ihn nicht hochdrehen, um in sein Leistungsband zu kommen. Die Leistung ist einfach da, auf Abruf.<\/p>\n Ebenso wichtig ist der gro\u00dfe Betriebsbereich des Elektromotors. W\u00e4hrend ein typischer Verbrennungsmotor eine Drehzahl von 6.000 oder 7.000 U\/min hat, k\u00f6nnen die in vielen modernen E-Fahrzeugen verwendeten Elektromotoren bequem und effizient mit 15.000, 18.000 oder sogar \u00fcber 20.000 U\/min drehen. In diesem weiten Bereich behalten sie ihren hohen Wirkungsgrad bei. Sie haben kein schmales \"Leistungsband\", wie es bei einem Verbrennungsmotor der Fall ist. Sie sind bei niedrigen, mittleren und hohen Drehzahlen effizient. Um zu unserem Vergleich mit dem L\u00e4ufer zur\u00fcckzukehren: Der Elektromotor ist ein \u00fcbermenschlicher Athlet, der aus dem Stand einen vollen Sprint hinlegen und diesen Sprint unglaublich lange ohne Erm\u00fcdung oder Ineffizienz durchhalten kann.<\/p>\n Da der Elektromotor bereits das gesamte Spektrum an Geschwindigkeiten abdeckt, die ein Auto jemals ben\u00f6tigen wird, ist der komplexe Mehrgeschwindigkeits-Dolmetscher nicht mehr erforderlich. Der Motor kann \u00fcber einen viel einfacheren Mechanismus mit den R\u00e4dern verbunden werden. Dies ist der Hauptgrund, warum die Frage \"Haben Elektrofahrzeuge ein Getriebe?\" nicht einfach mit Ja oder Nein beantwortet werden kann. Sie haben ein Bauteil, das die Funktion der Kraft\u00fcbertragung erf\u00fcllt, aber es ist eine radikale Vereinfachung dessen, was wir seit einem Jahrhundert kennen.<\/p>\n Um dieses Verst\u00e4ndnis zu verdeutlichen, ist ein direkter Vergleich von unsch\u00e4tzbarem Wert. In der nachstehenden Tabelle werden die wesentlichen Unterschiede in den Betriebseigenschaften aufgezeigt, die die Notwendigkeit unterschiedlicher \u00dcbertragungsphilosophien bedingen. Dabei geht es nicht nur um eine einfache mechanische Teileliste, sondern auch um die zugrundeliegenden Prinzipien der Leistungs\u00fcbertragung und Effizienz.<\/p>\n\n
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<\/p>\n1. Der Kern der Sache: Warum EV- und ICE-Antriebsstr\u00e4nge auseinanderklaffen<\/h2>\n
Die Betriebsbeschr\u00e4nkungen des Verbrennungsmotors<\/h3>\n
Die uneingeschr\u00e4nkte Freiheit des Elektromotors<\/h3>\n
Ein vergleichender Rahmen: Dynamik von ICE- und EV-Antriebsstrang<\/h3>\n