Warum du ein Elektroauto-Getriebe klassischer Bauart nicht mehr brauchst
Wer vom Verbrennungsmotor auf Elektroantrieb umsteigt, stellt fest, dass ein Elektroauto-Getriebe herkömmlicher Art mit Zahnrädern nicht benötigt. Aber weshalb ist das so?
Inhalt des Blogartikels
Wozu wird das Elektroauto-Getriebe benötigt?
Seit Generationen sind wir an Fahrzeuge mit Getriebe gewöhnt. Überall, wo mechanische Energie in Vortrieb umgewandelt wird, ist eine Getriebeübersetzung sinnvoll, um die Kraft möglichst effektiv zu nutzen. Das kennst du vom Fahrrad – kleinere Zahnräder treiben größere Zahnräder an, verbunden über eine Kette. Beim Verbrennungsmotor ist das ähnlich, wenngleich heutzutage keine Ketten mehr im Getriebe zu finden sind. Notwendig ist ein Getriebe deshalb, weil Benzin- oder Dieselmotoren den größten Teil ihrer Kraft in einem relativ schmalen Drehzahlbereich entfalten können.
Für eine sinnvolle und sparsame Nutzung ist also ein Getriebe erforderlich, mit dem die Motordrehzahl je nach Fahrzustand in einem konstanten Bereich gehalten wird. Beim Elektroauto ist hingegen kein Getriebe dieser Art erforderlich, denn ein Elektromotor liefert die Leistung über einen sehr breiten Drehzahlbereich. Das bedeutet, dass das Drehmoment sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen im Elektroauto mehr oder weniger gleich bleibt. Daher benötigt ein Elektroauto kein Getriebe herkömmlicher Bauart mehr. Dass überhaupt Untersetzungsgetriebe bei Elektromotoren zum Einsatz kommen, liegt an der besseren Handhabung im Alltag. Theoretisch würde aber auch eine einfache starre Verbindung zwischen Antriebswelle und Motor ausreichen.
Antriebsformen von Elektrofahrzeugen
Bei Elektroautos mit und ohne Getriebe gibt es verschiedene Antriebsformen. Am häufigsten wird ein einzelner Elektromotor unter der Haube verbaut, ähnlich wie beim Verbrenner. Die Kraft wird dann über das erwähnte Untersetzungsgetriebe an die Antriebsräder verteilt. Das Getriebe reduziert die Motordrehzahl um einen festen Faktor. Solche Elektrofahrzeuge verfügen über einen einzelnen Gang, der immer gleich bleibt. Du musst also nicht schalten, sieht man von der Wahl der Fahrstufe (Parken, vorwärts, rückwärts) ab. Das verhält sich bei der Bedienung ähnlich wie beim Automatikgetriebe eines Verbrennungsmotors, wenngleich sich die Technik stark davon unterscheidet.
Eine andere gängige Lösung sind Radnabenmotoren. Dabei verfügt jedes angetriebene Rad über einen eigenen Elektromotor, wobei kein weiteres Getriebe mehr notwendig ist. Anders sieht es bei Hybridfahrzeugen aus, bei denen elektrische Antriebe mit Verbrennungsmotoren kombiniert werden. Dann findet sich natürlich auch im Elektroauto ein Getriebe, um die Antriebskraft je nach Betriebszustand an die Räder zu verteilen.
Das Elektroauto-Getriebe hat mit dem gewöhnlichen Getriebe nichts zu tun
Da ein Elektroauto-Getriebe völlig anders konzipiert ist als die komplex aufgebauten manuellen oder automatischen Getriebe für Verbrennungsmotoren, müssen sich die Zulieferer der Automobilindustrie massiv umstellen. Während in den letzten 30 Jahren insbesondere bei den Automatikgetrieben immer größere Fortschritte gemacht wurden, dienten diese einer besseren Leistungsentfaltung, mehr Komfort sowie der Verbrauchsreduktion. All diese Punkte fallen beim Elektroantrieb weg oder müssen völlig anders gelöst werden.
Beim Elektroauto von Getriebe zu reden, ist demnach etwas irreführend. Die Geschwindigkeit wird bei elektrischen Motoren über die Drehzahl reguliert. Da das Drehmoment immer ähnlich bleibt, sind mehrere Gänge oder eine normale Schaltung überflüssig. Vielleicht ist dir schon einmal aufgefallen, wie stark und gleichförmig eine U-Bahn oder ein elektrisch betriebener Zug beschleunigt. Auch hier gibt es wie beim Elektroauto kein Getriebe im eigentlichen Sinn. Neben dem sehr hohen Fahrkomfort dürfte der größte Vorteil dieser Bauweise darin liegen, dass ein Elektroauto-Getriebe kaum bewegliche Teile enthält und somit der Verschleiß extrem gering ausfällt. Im Gegensatz zu normalen Kupplungs- oder Automatikgetrieben gibt es keine Abnutzung von Kupplungsscheiben oder Reibungsverluste im Getriebe. Neben dem reduzierten Wartungsaufwand und nur im Ausnahmefall erforderlichen Reparaturaufwand spart diese Konstruktion außerdem Gewicht. Das reduziert wiederum den Verbrauch bzw. vergrößert die Reichweite des Elektrofahrzeugs.
Warum gibt es doch Elektroautos mit Getriebe?
Nun hast du vielleicht schon einmal gelesen, dass manche Elektroautos Getriebe mit mehreren Gängen nutzen. In der Regel sind es zwar nur 2 Gänge, aber immerhin ist hierfür ein entsprechendes Getriebe notwendig. Wie wir bereits festgestellt haben, benötigt ein Elektrofahrzeug eigentlich kein Getriebe, da sich die Bewegungsgröße bei dieser Antriebsart nicht ändert und immer relativ konstant bleibt. Wenn Entwickler oder Autohersteller vom Getriebe beim Elektroauto reden, ist also ein spezielles elektrisches Getriebe gemeint, was eher dem Sprachgebrauch als der technischen Funktion geschuldet ist. Elektroautos, die mit höheren Geschwindigkeiten auf der Autobahn bewegt werden sollen, können diese theoretisch auch ohne spezielles Elektrogetriebe erreichen. Da der zunehmende Luftwiderstand bei Geschwindigkeiten über 140 Kilometer pro Stunde (km/h) den Verbrauch aber deutlich nach oben treibt, rüsten insbesondere Sportwagenhersteller ihre Elektroautos gerne mit automatischen Zweigang-Getrieben aus.
Ist ein Elektroauto Getriebe mit mehreren Gängen überhaupt sinnvoll?
Abgesehen von den Hochleistungs-Sportwagen nutzen die meisten Hersteller keine Elektroauto-Getriebe mit mehreren Gängen. Der Entwicklungsaufwand und die Kosten für die komplexen Systeme ist verglichen mit dem Spareffekt bei normalen Geschwindigkeiten einfach zu gering. Bei den sehr teuren Elektro-Sportwagen spielen solche Überlegungen hingegen keine große Rolle.
Was tun, wenn das Elektroauto-Getriebe defekt ist?
Mechanische Defekte sind aufgrund der verschleißarmen Technik bei Elektroauto-Getrieben sehr selten. Ausfälle gibt es meist aufgrund von Softwarestörungen oder elektrischen Problemen. Der eventuelle Reparaturaufwand ist also abhängig von der Ursache sehr verschieden. Die klassischen Getriebeschäden wie bei Verbrennungsmotoren sind nicht zu befürchten. Einen Defekt am Elektroauto Getriebe bzw. den mit ihm verbundenen Komponenten spürst du durch Veränderungen bei der Fahrcharakteristik. Wenn du das Gefühl hast, dass Leistung fehlt oder etwas anderes nicht stimmt, solltest du die Werkstatt aufsuchen. Selbst kannst du am Elektroauto-Getriebe nichts reparieren – und eine Wartung wie der früher übliche Getriebeölwechsel ist ebenfalls nicht notwendig.
Ein Elektroauto-Getriebe bietet mehr Komfort bei höherer Lebensdauer
Über das gesamte Fahrzeugleben gesehen, ist ein Getriebedefekt bei Elektrofahrzeugen extrem unwahrscheinlich. Während bei Verbrennungsmotoren die mechanischen Komponenten einem hohen Verschleiß unterliegen, arbeitet ein Elektroauto-Getriebe nahezu verschleißfrei. Der Fahrkomfort ist mit dem eines Automatikgetriebes vergleichbar, wenngleich die Leistungsentfaltung deutlich besser ist. Das liegt daran, dass beim elektrischen Motor das maximale Drehmoment bei nahezu jeder Drehzahl zur Verfügung steht. Ohne komplexe Getriebekonstruktion haben Elektroautos außerdem einen weiteren Gewichts- und Kostenvorteil gegenüber Verbrennungsmotoren.
Vorteile von Elektroauto Getrieben im Überblick
- fast keine beweglichen Teile
- sehr hoher Bedienkomfort
- Leistung steht im gesamten Drehzahlbereich zur Verfügung
- nahezu verschleißfreier Betrieb
- extrem lange Lebensdauer
- kein Wartungsaufwand
- Reparaturen sind weniger aufwändig oder gar nicht notwendig
- komplexe Elektroauto Getriebe sind bislang nur für teure Sportwagen sinnvoll
