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Chevrolet Volt

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Chevrolet
Bild
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2011 Volt
Produktionszeitraum: seit 8/2010
Klasse: Kompaktwagen
Karosserieversionen: Schrägheck, fünftürig
Motoren: Elektromotor
111 kW
Länge: 4498[1] mm
Breite: 1787[1] mm
Höhe: 1430[1] mm
Radstand: 2685[1] mm
Leergewicht: 1715[1] kg

Vorgängermodell General Motors EV1

Der Chevrolet Volt war ursprünglich ein Plug-in-Hybrid-Konzeptfahrzeug von General Motors, wurde jedoch bald zu einem für die Serienproduktion bestimmten Fahrzeug.[2] Es ist für einen Elektroantrieb ausgelegt, der von On-Board-Batterien gespeist wird, um damit ca. 60 km zurückzulegen; dies reicht aus, um die übliche von amerikanischen Pendlern zurückgelegte Strecke zu bewältigen (ca. 53 km).[3] Durch die Nutzung eines kleinen Verbrennungsmotors, der einen Generator antreibt, der die Akkus lädt, kann die Reichweite des Fahrzeugs um ca. 500 km vergrößert werden. [4] GM vermeidet die Bezeichnung Hybridfahrzeug und bezeichnet das Fahrzeug aufgrund seiner Auslegung als Elektrofahrzeug mit „Reichweitenverlängerung“. [5] [6]

General Motors Corp. plant im Jahr 2011 – dem ersten vollen Produktionsjahrs nach der Produktioneinführung im Herbst 2010 – 16.000 Fahrzeuge zu produzieren[7] und im Folgejahr nachfragebedingt 60.000 Einheiten.

Das Concept-Car Chevrolet Volt wurde offiziell bei der North American International Auto Show im Januar 2007 in Detroit, Michigan vorgestellt. Das Serienmodell kam im August 2010 in den USA auf den Markt und kostet dort umgerechnet 32.000 Euro. In Europa soll der Wagen als Opel Ampera voraussichtlich 2011 erhältlich sein.[8]

Concept Car und geprüfte Varianten

Bei der Detroit Auto Show 2007 wurde ein Concept Car[9] gezeigt, mit dem die GM E-Flex-Plattform [10] vorgestellt wurde; hiermit wurde versucht, Komponenten künftig elektrisch angetriebener Fahrzeuge zu standardisieren, um mehrere austauschbare Stromerzeugungssysteme zu ermöglichen. Schon im Ursprungsdesign des Chevrolet Volt wurde ein Elektromotor mit einem 16-kWh-Lithium-Ionen-Akkusystem[11] kombiniert; ein kleiner Verbrennungsmotor sollte einen 53-kW-Generator antreiben. Da der Elektroantrieb vom Konzept der Ladung unabhängig ist, gab es verschiedene Optionen für die Realisierung des Verbrennungsmotors. In alten Werbeunterlagen war eine Konfiguration beschrieben, bei der ein 1-Liter-3-Zylinder-Motor mit Turboaufladung verwendet wird. Der Treibstoff wurde von einem Satteltank bereitgestellt. Künftige Optionen sind reine Ethanolmotoren, ein Biodiesel-kompatibler Dieselmotor oder aber eine Wasserstoff-Brennstoffzelle, sobald diese Technologie wirtschaftlich einsetzbar ist. Eine Variante des Chevrolet Volt als Brennstoffzellenfahrzeug wurde 2007 auf der Shanghai Autoshow gezeigt.[9] Durch die im Vergleich zu neuen, preiswerten Lithium-Ionen-Akkus höheren Kosten für Brennstoffzellen sei, so der Hersteller, beim Chevrolet Volt deren Einsatz zumindest für die ersten Serien aber nicht geplant.[12]

E-Flex Antrieb des Serienmodells

Das Fahrzeug wird von einem Elektromotor mit einer Spitzenleistung von 111 kW angetrieben und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von ca. 160 km/h.[13] Der Sprint von 0 auf 100 km/h dauert 8,5 Sekunden.[14] Der Generator des Serienmodells wird von einem nicht aufgeladenen 1,4-Liter-4-Zylinder-Benzin-Motor mit einer Leistung von 63 kW (84 PS) angetrieben, der aber erst anspringt, wenn die Batterien des Fahrzeugs weitgehend entladen sind. [15] Das dem Volt zugrundeliegende Design wird als teilweise serieller Hybridantrieb bezeichnet, da der Verbrennungsmotor einen Generator antreibt, der den Strom für den E-Motor erzeugt. Der Verbrennungsmotor erzeugt Strom für die Ladung der Akkus nur zum kurzzeitigen Zwischenpuffern von Energie. Das System verfügt über ein Planetengetriebe mit drei hydraulisch betätigten Motorkupplungen und verfügt über vier Betriebsmodi, die je nach Betriebszustand vollautomatisch gewählt werden.

Ladeverfahren

Normalerweise wird der Akku über Nacht geladen. Aus Komfortgründen sind auf jeder Seite des Fahrzeugs hierfür Elektroanschlüsse vorhanden. Eine vollständige Ladung dauert an einem normalen nordamerikanischen Hausanschluss (120 Volt, 15 Ampere) etwa 10 Stunden und an einem 240-V-Anschluss ca. 4 Stunden.[16] Bei Fahrten, die die Reichweite des Fahrzeugs im Batteriebetrieb übersteigen, wird der Strom für den Fahrmotor vom On-Board-Generator geliefert; überschüssiger Strom (z.B. Bremsenergie) wird zum Laden der Akkus verwendet.

Betriebsmodi

Zu Illustrationszwecken vereinfachte Darstellung eines Planetengetriebes mit zwei Planetenrädern, üblich sind drei oder mehr.
Grün: Sonnenrad, Blau: Planetenräder, Rot: Hohlrad

Während der ersten 40 bis 60 km fährt der Volt immer rein elektrisch. Wird eine untere Schwelle des Batterieladezustands erreicht (ca. 30%) wechselt das Fahrzeug in den Range-Extender-Betrieb.

Rein elektrischer Betrieb (Betriebsmodi 1 und 2).
Während der ersten 40 bis 80 km wird in den Modi 1 und 2 immer elektrisch gefahren. Bis zu einer Geschwindigkeit von 70 Meilen pro Stunde (113 km/h) wird nur der Hauptantriebsmotor benutzt. Der elektrische Hauptantriebsmotor treibt dafür das Sonnenrad des Planetengetriebes an; das Hohlrad ist über eine geschlossenen Kupplung fix mit dem Gehäuse verbunden; die Antriebsenergie wird über die Planetenräder mit einer Übersetzung von 1:7 abgenommen.

Bei Geschwindigkeiten über 70 mph (Modus 2) kann der elektrische Hauptantriebsmotor nur mit ungünstigem Wirkungsgrad betrieben werden, da er dann über 6500/min drehen müsste. Daher wird in diesem Fall eine Motorkupplung gelöst und der Generator (gespeist mit Batteriestrom, ohne Einsatz des Verbrennungsmotors) wird als zweiter Elektromotor zusätzlich zum Antrieb verwendet. Der Generator (bzw. Elektromotor 2) treibt dann das Hohlrad an, womit die Drehzahl des Sonnenrades und somit auch des (elektrischen) Antriebsmotors gesenkt wird. In diesem Modus wird der Wagen sowohl vom Antriebsmotor wie auch vom Generator angetrieben, der nun als Motor fungiert.

Der Verbrennungsmotor wird in den Modi 1 und 2 nicht benutzt und ist inaktiv.

Range-Extender-Betrieb (Betriebsmodi 3 und 4).
Ist die Batterie zu ca. 70 % entladen, wird der Verbrennungsmotor gestartet, der den Generator antreibt (Modus 3) und den Batterieladezustand konstant hält bzw. regeneratives Bremsen ermöglicht, das Fahrzeug wird weiterhin exklusiv über den elektrischen Hauptantriebsmotor angetrieben. Es besteht keine Verbindung zwischen Hohlrad und Generator. Der Verbrennungsmotor erzeugt über den Generator elektrische Energie, die über die Leistungselektronik entweder dem Hauptantriebsmotor oder der Batterie zugeführt wird.

Wird in diesem Range-Extender-Betriebszustand auf über 70 mph beschleunigt, wird der an den Generator gekoppelte Verbrennungsmotor auch an das Hohlrad gekoppelt (um hier ebenfalls die max. Drehzahl des Hauptantriebsmotors zu begrenzen und die Effizienz des Gesamtsystems hochzuhalten). Der Generator ist jetzt wieder ein zusätzlicher elektrischer Antriebsmotor. Gleichzeitig kann auch aber eine gewisse Menge mechanischer Energie direkt zum Planetengetriebe übertragen werden. Alle drei Motoren (zwei elektrische und der Verbrennungsmotor) treiben nun zusammen das Fahrzeug an (Modus 4).[17]

GM plant, den Lithium-Ionen-Akku in einem Ladungszustand zu halten, der zwischen 30 % und 80 % liegt, wobei der On-Board-Generator bei einem Ladungsniveau von 30 % mit der Ladung beginnt.[6][18]

Der Hersteller hat diesem Konzept eine neue Bezeichnung gegeben – statt „Hybridantrieb“ führt GM für den Volt das Kürzel E-REV ein, was für „extended-range electric vehicle“ steht.[19]

Batterie

Die Lithium-Ionen-Batterie des Chevrolet Volt hat eine Kapazität von 16 kWh und ein Gewicht von 198 kg[4]. Sie besteht aus 220 Zellen. Die Ladeelektronik ist programmiert, den Ladezustand der Batterie zwischen 30 und 85 % zu halten, um deren Lebensdauer zu verlängern, so dass effektiv nur 8,8 kWh genutzt werden. Trotz fast identischer Kapazität wiegt die Batterie des Chevrolet Volt fast 70 % weniger als die des bis 1999 gebauten General Motors EV1. Es ist geplant, den Akku-Pack bei niedrigen Außentemperaturen zu beheizen und bei hohen Umgebungs- bzw. Betriebstemperaturen zu kühlen, um optimale Betriebsbedingungen sicherzustellen. General Motors gibt auf die Akkueinheit eine Garantie von acht Jahren bzw. 160.000km.[20] [21]

Elektrischer Verbrauch

Der elektrische Verbrauch, den die US-Behörde für Umweltschutz EPA ermittelt hat beträgt 22,4 kWh/100. Dies entspricht einem Benzinäquivalent von 93 Meilen pro Gallone bzw. 2,53 l/100 km bei vollständig geladener Batterie auf den ersten 35 Meilen (56,3 Km).[22]

Benzinverbrauch

Da der Volt erst dann Benzin verbraucht, wenn die Onbord-Akkus entladen sind, ist eine Verbrauchsangabe immer vor dem Hintergrund zu betrachten, ob der Wagen rein elektrisch, gemischt oder - bei vollständig entladenen Akkus - ausschließlich mit Hilfe des Verbrennungsmotors (über den Umweg der Stromerzeugung) bewegt wird. In letzterem Fall liegt der Benzinverbrauch dann bei 37 Meilen pro Gallone, entsprechend 6,36 l pro 100 km[23] und bei 60 Meilen pro Gallone, entsprechend 3,92 l/100 km benzinäquivalent im kombinierten Betrieb.

Opel Ampera

Der in Europa ab dem vierten Quartal 2011 erhältliche Opel Ampera ist mit dem Chevrolet Volt technisch identisch. Der Preis beträgt 42.900 Euro. Die geplante Auslegung des Opel Ampera würde in Deutschland zu einem KfZ-Jahressteuersatz von 28 Euro führen. Opel entwickelt in Mainz-Kastel die Steuerung für die Batterie des Herstellers LG. GM hat jedoch angekündigt, den Chevrolet Volt ab 2011 parallel zum Opel Ampera in Deutschland anbieten zu wollen.

Auszeichnungen

Der Chevrolet Volt gewann den Titel „North American Car of the Year 2011“ mit 233 Punkten vor dem Hyundai Sonata mit 163 Punkten und den Nissan Leaf mit 94 Punkten.[24]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e Chevrolet, abgerufen am 3. Januar 2011.
  2. ↑ Chevrolet Volt - Das Elektroauto der Zukunft. General Motors, abgerufen am 16. Oktober 2010 (deutsch).
  3. ↑ Kim Clark: Career Spotlight: New benefit: help with commuting costs. www.usnews.com, 24. September 2005, abgerufen am 11. Februar 2010 (englisch).
  4. ↑ a b Chevrolet-Volt-Erste-Fahreindruecke-vom-Hoffnungstraeger-1127051.html. Chevrolet, abgerufen am 31. Oktober 2010 (deutsch).
  5. ↑ GM Media Online. General Motors, abgerufen am 11. Februar 2010 (englisch).
  6. ↑ a b Ulrich Eberle, Rittmar von Helmolt: Sustainable transportation based on electric vehicle concepts: a brief overview (U. Eberle / R. von Helmolt). Royal Society of Chemistry, 14. Mai 2010, abgerufen am 8. Juni 2010. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „RSC“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert.
  7. ↑ gm revises chevrolet volt production numbers upwards. green.autoblog.com, abgerufen am 19. Mai 2011 (englisch).
  8. ↑ www.welt.de. Elektroauto Chevrolet-Volt kostet fast 32000 Euro
  9. ↑ a b Paul A. Eisenstein: GM Plugs Fuel Cells into Volt. The Car Connection, 19. April 2007, abgerufen am 17. Dezember 2010.
  10. ↑ Sam Abuelsamid: A look at the GM E-Flex platform. In: AutoBlogGreen.com. 7. Januar 2007, abgerufen am 13. Januar 2007.
  11. ↑ E-Flex drive system. Abgerufen am 1. Oktober 2007.
  12. ↑ Edward Taylor: GM, Toyota Doubtful on Fuel Cells' Mass Use. Wall Street Journal, 5. März 2008, abgerufen am 8. April 2008.
  13. ↑ Chevrolet Volt Specifications
  14. ↑ www.Chevrolet.de
  15. ↑ www.autogazette.de: Der Volt im Beruhigungs-Modus
  16. ↑ Introduction to the Chevrolet Volt Learn what the Volt is and what it can do
  17. ↑ gm-volt.com
  18. ↑ Lyle J. Dennis, M.D.: Latest Chevy Volt Battery Pack and Generator Details and Clarifications. In: GM-Volt.com. Abgerufen am 29. August 2007.
  19. ↑ Lyle J. Dennis, M.D.: GM Calls the Volt an E-REV. In: GM-Volt.com. Abgerufen am 23. November 2007.
  20. ↑ Greenfuelsforecast.com
  21. ↑ Chevroletvoltage.com
  22. ↑ EPA gibt Verbrauchswerte des Chevrolet Volt bekannt (Stand: 25. November 2010)
  23. ↑ Volt receives EPA ratings and label: 93 mpg-e all-electric, 37 mpg gas-only, 60 mpg-e combined
  24. ↑ http://www.northamericancaroftheyear.org/
Commons: Chevrolet Volt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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