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12.09.2013 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Golf elektrifiziert: Reichweite bis zu 190 km, LED-Scheinwerfer serienmäßig

Autor:
Katrin Pudenz

Künftig fährt der Golf nicht mehr nur beispielsweise mit Ottokraftstoff oder Diesel sondern auch elektrisch. In einer Weltpremiere wird nun der e-Golf auf der IAA 2013 (12. bis 22. September 2013) in Frankfurt am Main vorgestellt. Parallel debütiert auf der IAA als Publikumspremiere der ebenfalls rein elektrisch angetriebene e-Up.

Angetrieben wird der e-Golf laut Unternehmen von einem 85 kW/115 PS starken Elektromotor. Die Synchronmaschine mit der internen Bezeichnung EEM 85 entwickelt aus dem Stand heraus ein maximales Drehmoment von 270 Nm. Das Fahrzeug erreicht laut Angaben innerhalb von 4,2 s eine Geschwindigkeit von 60 km/h, nach 10,4 s hat der e-Golf auf 100 km/h beschleunigt. Auf der Autobahn pendelt sich Höchstgeschwindigkeit elektronisch begrenzt auf 140 km/h1 ein. Den Verbrauch des e-Golf geben die Wolfsburger mit 12,7 kWh/100 km. Der bis zu 12.000/min hochdrehende Motor und das ebenfalls von Volkswagen entwickelte 1-Gang-Getriebe (EQ 270) mit integriertem Differenzial und mechanischer Parksperre bilden ein kompaktes Modul, wie die Experten beschreiben. Die Motor-Getriebeeinheit wird im Kasseler Komponentenwerk des Unternehmens gefertigt.

Bis zu 190 km mit einer Batterieladung

Die Reichweite liegt je nach Streckenprofil, Fahrweise und Zuladung zwischen 130 und 190 Kilometer, heißt es aus Wolfsburg. Bei sehr tiefen Außentemperaturen könne die Reichweite auch darunter liegen. Für eine auch im Winter gute Reichweite soll jedoch eine neu entwickelte, optionale Wärmepumpe sorgen. Die als Zusatzmodul für die elektrische Heizung (Hochvoltheizer) und den ebenfalls elektrischen Klimakompressor angebotene Wärmepumpe nutzt sowohl die Wärme aus der Umgebungsluft als auch die Abwärme der Antriebskomponenten, erklären die Experten des Konzerns. Somit werde die elektrische Leistungsaufnahme des Hochvoltheizers deutlich reduziert. Die Reichweite des e-Golf erhöht sich im Winter durch die Wärmepumpe um bis zu 20 Prozent.

Lithium-Ionen-Batterie

Die siebte Generation des Golf wurde von Beginn an als Version mit Elektroantrieb entwickelt. Aufgrund der Variabilität des neuen modularen Querbaukastens (MQB), auf dem der aktuelle Golf konstruktiv basiert, konnte Volkswagen die Lithium-Ionen-Batterie platzsparend in einem stabilisierenden Rahmen im Fahrzeugboden (unter den Vorder- und Rücksitzen sowie im Bereich des Mitteltunnels) integrieren. Wie das motorische Antriebssystem, ist auch die Batterie eine unternehmenseigene Entwicklung.

264 Zellen - 24,2 kWh

Der e-Golf hat ein Leergewicht von 1510 kg. Davon entfallen 318 kg auf die Lithium-Ionen-Batterie. Sie besteht aus insgesamt 264 Einzelzellen, die in 27 Module (mit sechs und zwölf Zellen) integriert sind. Die Zellen addieren sich zu einer Nominalspannung von 323 V. Die Kapazität der Batterie wird mit 24,2 kWh angegeben. Die Batterie ist im vorderen Bereich mit einem Batterie-Management-Controller (BMC) ausgestattet, der Sicherheits-, Diagnose- und Monitoring-Funktionen übernimmt und zudem den Temperaturhaushalt im Batterie-Junction-Controller (Schnittstelle zur Energieversorgung des Motors) reguliert. Im Ruhezustand oder bei einem Crash wird die Batterie automatisch spannungsfrei geschaltet.

Leistungselektronik

Ein zentraler Bestandteil des Antriebssystems ist die Leistungselektronik. Das Modul steuert als Bindeglied den Hochvoltenergiefluss zwischen dem e-Motor und der Lithium-Ionen-Batterie (je nach Batteriespannung zwischen 250 bis 430 V). Dabei wandelt die Leistungselektronik den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC). Als Schnittstellen besitzt die Leistungselektronik dementsprechend im Wesentlichen den Traktionsnetzanschluss an die Batterie, den 3-Phasen-Anschluss an die e-Maschine, den Stecker vom DC/DCWandler zum 12-V-Netz und einen Anschluss für den Hochvolt-Netzverteiler.

Ladekonzept

Wie beim kleineren e-Up kann auch die Batterie des e-Golf auf unterschiedliche Art geladen werden. Als konventionelle Lösung wird das serienmäßige Ladekabel in eine 230-Volt-Steckdose gesteckt. Die Batterien des Elektrofahrzeugs sind dann - wären sie komplett leer - mit einer Ladeleistung von 2,3 kW Wechselstrom (AC) aus dem Netz in maximal 13 Stunden geladen. Optional bietet Volkswagen für die Garage oder das Carport eine Wallbox an, die mit 3,6 kW lädt. Die (in der Praxis eher selten komplett leere) Batterie wäre so nach rund acht Stunden wieder voll geladen. Wie über die Wallbox, gibt es auch öffentliche Ladestationen, die mit 3,6 kW den Speicher mit Energie speisen. Darüber hinaus kann der e-Golf optional für das CCS-Laden (Combined Charging System) mit Gleichstrom (DC) vorbereitet werden. In diesem Fall wird der Volkswagen alternativ über spezielle CCS-Ladestationen mit einer Leistung von bis zu 40 kW nachgeladen; der Akku ist dabei bereits nach rund 30 Minuten wieder zu 80 Prozent gefüllt. Im e-Golf kann der Beginn des Ladens - sofort oder versetzt per Zeitprogrammierung - direkt an der Ladedose in der Tankklappe per Knopfdruck aktiviert werden.

Lesen Sie mehr zum e-Golf auf Seite 2.

Energienutzung

Zwei wichtige Techniken zur optimalen Nutzung der Bordenergie sind laut Volkswagen die zwei ökonomisch ausgelegten e-Golf-Fahrprofile Eco und Eco+ sowie die vierverschiedenen Rekuperationsstufen (D1, D2, D3 und B). Die Fahrprofile erklären die Experten aus Wolfsburg folgendermaßen: Serienmäßig ist der e-Golf mit drei Fahrprofilen ausgestattet: Normal, Eco und Eco+. Gestartet wird das Auto automatisch im Modus Normal. Soll die Reichweite verlängert werden, bietet sich zuerst der Modus Eco an. In diesem Fall wird unter anderem die maximale Leistung der e-Maschine auf 70 kW und das Anfahrdrehmoment auf 220 Nm zurückgenommen. Parallel reduziert die Elektronik die Leistung der Klimaautomatik und ändert die Fahrpedalkennlinie. Der e-Golf ist jetzt bis zu 115 km/h (Normal: 140 km/h) schnell und beschleunigt in 13,1 s auf 100 km/h (Normal: 10,4 s). Im Modus Eco+ begrenzt die Elektronik die Leistung auf 55 kW und das Anfahrdrehmoment auf 175 Nm. Gleichzeitig wird die Fahrpedalkennlinie noch flacher und die Klimaanlage deaktiviert. Der e-Golf erreicht jetzt eine Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h und beschleunigt entsprechend langsamer. Gleichwohl lassen sich via Kickdown - in Eco wie auch Eco+ - die volle Leistung, das maximale Drehmoment und die Höchstgeschwindigkeit von 140 km/h abrufen.

Rekuperation

Über die Funktion der Fahrmodi hinaus kann die Reichweite mit der Rekuperationsfunktion beeinflusst werden. Hier stehen fünf Stufen zur Verfügung - D (ohne Rekuperation), D1, D2, D3 und B. Und so funktioniert es laut Hersteller: In der Schalthebelstufe D tippt der Fahrer den Schaltknauf einfach nach links, um in D1 (1 x), D2 (2 x) oder D3 (3 x) zu wechseln. Über das Tippen nach rechts reduziert er die D-Stufen; wird der Schalthebel länger nach rechts gedrückt, wechselt die Elektronik in einem Sprung zurück in D. Wird der Schalthebel nach hinten gezogen, aktiviert der Fahrer die Rekuperationsstufe B. Die Vielfalt dieser Stufen soll an Bord eines Elektroautos zu einer neuen Fahrweise führen. Denn mittels Rekuperation kann der e-Golf auch bewusst verzögert werden. Die Stufe D1 rekuperiert und verzögert dabei am wenigsten, die Stufe B am stärksten. Die Verzögerung via Rekuperation ist in den Stufen D2, D3 und B so intensiv, dass in diesem Fall automatisch die Bremslichter aktiviert werden. Ist die Batterie vollständig geladen, erfolgt allerdings keine Rekuperation; in diesem Fall reduziert sich - für den Fahrer intuitiv spürbar - auch die Verzögerungsleistung.

Elektromechanischer Bremskraftverstärker

Für die Elektrofahrzeuge des Volkswagen-Konzerns wurde eigens ein elektromechanischer Bremskraftverstärker (e-BKV) entwickelt. Der e-BKV optimiert die Bremskraft des Fahrers, wie man es auch von Bremskraftverstärkern in konventionellen Autos kennt. Im Fall des e-BKV geschieht das aber durch das sogenannte Brake-Blending - ein Prozess, bei dem niedrige Verzögerungen allein durch ein Bremsmoment der e-Maschine erzeugt werden. Stärkere Verzögerungen werden indes durch ein gemeinsames Bremsmoment der e-Maschine und der hydraulischen Bremsanlage realisiert.

Aerodynamik und Rollwiderstand

Durch die Entwicklung ganz spezifischer Maßnahmen wie die Reduzierung des Kühlluftanteils (über eine Kühlerjalousie und ein zum Teil geschlossenes Kühlerschutzgitter), eine neue Unterbodenverkleidung, die Änderung der Heckpartie mit einem Heckspoiler und C-Säulen-Luftleitflächen sowie die Entwicklung einer neuen Aerodynamikfelge (weitestgehend außenbündiges Schließen der Felgenöffnungen) konnte der Luftwiderstand des Serien-Golf (1.6 TDI mit 77 kW: 0,686 Quadratmeter) auf 0,615 Quadratmeter gesenkt und somit um zehn Prozent verbessert werden; analog veränderte sich der cw-Wert auf 0,281.

Lesen Sie mehr über den e-Golf auf Seite 3.

Akustik

Elektrische Antriebe stellen eine Herausforderung für die Akustikentwicklung dar. Schließlich treten durch den Wegfall des Verbrennungsmotors andere Geräuschquellen in den Vordergrund. Darüber hinaus gesellt sich zur kaum wahrnehmbaren doch ganz spezifischen Geräuschkulisse des Antriebssystems das Geräusch- und Schwingungsverhalten der elektrisch betriebenen Zusatzaggregate. Vor diesem Hintergrund hat Volkswagen für den e-Golf ein elektrospezifisches Akustikkonzept umgesetzt, das den Wagen zum nahezu lautlosen Cruiser macht, und nennt einige Bespiele: Die Aggregatlagerung wurde auf eine Pendellagerung mit neu abgestimmten Lagerkennungen umgestellt. Zudem konnte über die Auslegung des Motorgehäuses eine extrem niedrige Schallabstrahlung realisiert werden. Darüber hinaus erzeugen stark schallabsorbierende und doch sehr leichte Werkstoffe im Innenraum einen guten Akustikkomfort.

Erster Volkswagen mit Voll-LED-Scheinwerfern

Optisch ist der eigenständige und stets viertürige e-Golf bereits aus der Ferne an seinen sparsamen Voll-LED-Scheinwerfern zu erkennen. Beim e-Golf werden sie erstmalig eingesetzt. Gegenüber Xenonscheinwerfern bietet das LED-System trotz eines niedrigeren Energieverbrauchs ein Plus an Lichtausbeute. Ein generelles Erkennungszeichen der Volkswagen Elektroautos ist fortan die typisch c-förmige Designsignatur des LED-Tagfahrlichtes im analog neu gestalteten Frontstoßfänger. Hinten geben den neusten Golf unter anderem die fehlenden Abgasanlagen-Endrohre zu erkennen.

e-Instrumente

Auf der linken Seite der Instrumente ersetzen die Fahrleistungsanzeige (zeigt an, ob der Motor fahrbereit ist, die Hochvoltbatterie via Rekuperation geladen oder Energie abgerufen wird) und die Anzeige der Leistungsverfügbarkeit den Drehzahlmesser. Rechts gibt es als analoges Instrument immer noch den in diesem Fall bis 160 km/h reichenden Tacho; die Geschwindigkeitsanzeige wurde im unteren Bereich um die Ladestatusanzeige der Hochvoltbatterie ergänzt. In dem zwischen Fahrleistungsanzeige und Tacho angeordneten Farbdisplay (Multifunktionsanzeige Premium) gibt es nun unter anderem eine permanente Anzeige der Reichweite, der aktiven Rekuperationsstufe sowie den Hinweis auf die verbleibende Ladezeit und den angeschlossenen Ladestecker. Im unteren Segment der Multifunktionsanzeige erscheint in einem separaten LED-Feld - nach dem Starten des Motors - zudem der Hinweis "READY" für die Fahrbereitschaft.

Touchscreen

Der e-Golf ist es serienmäßig mit einem acht Zoll große Touchscreen des Top-Radio-Navigationssystems Discover Pro ausgerüstet. Das System zeigt im e-Golf einige neue Funktionen. Als Beispiele nennt das Unternehmen den Reichweitenmonitor, die Energieflussanzeige, den e-Manager wie auch die 360°-Reichweite. Der Reichweitenmonitor soll die aktuelle Reichweite des Fahrzeugs grafisch illustrieren. Zusätzlich wird das Reichweitenpotenzial etwaiger Nebenverbraucher angezeigt. Durch Abschalten der angezeigten aktiven Nebenverbraucher lässt sich zusätzliche Reichweite gewinnen. Die Energieflussanzeige stellt mittels einer animierten Grafik den Leistungsfluss beim Beschleunigen (blaue Pfeile) sowie Bremsen respektive Rekuperieren (grüne Pfeile) dar. Eine Rekuperationsstatistik informiert indes über die Menge der seit Fahrtbeginn zurückgewonnenen Energie. Mit dem e-Manager können bis zu drei Abfahrts- und Ladezeiten programmiert werden; zur definierten Zeit stellt das Fahrzeug die eingestellte Klimatisierung und den Ladestand der Batterie sicher. Parallel kann das Heizen oder Kühlen des Innenraumes via serienmäßiger Standklimatisierung während des Ladens aktiviert werden. Die Klimatisierung erfolgt damit nicht zu Lasten der Batterieladung. Und das verlängert die Reichweite. Der aktuelle Radius des e-Golf wird durch die sogenannte 360°-Reichweite in der Umgebungslandkarte dargestellt. Die innere Fläche beschreibt den Aktionsbereich für eine Hin- und Rückfahrt. Die äußere Fläche beschreibt hingegen die Reichweite bei einfacher Fahrstrecke. Ladestationen können angezeigt und als Zwischenziel in die Route aufgenommen werden.

Den Zeitpunkt für die Markteinführung in Europe des nahezu lautlos dahingleitenden e-Golfs gibt Volkswagen mit ab Frühjahr 2014 an. Asien und Nordamerika sollen Ende 2014 / Anfang 2015 folgen.

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