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24.04.2017 | Elektrofahrzeuge | Nachricht | Onlineartikel

Der Ampera-e meistert mit Bravour die Langstrecke

Autor:
Andreas Burkert

Norwegen liebt die Elektromobilität. Auch deshalb hat Opel dort am Wochenende den Ampera-e vorgestellt. Wir konnten ihn bei Temperaturen um die zehn Grad Celsius erstmals fahren und waren erstaunt ob der exakten Reichweitenvorhersage.

Um die 150 kW des Opel Ampera-e zu aktivieren, genügt ein leichter Druck auf den blau leuchtenden Startknopf neben dem Lenkrad. In weniger als einer halben Sekunde meldet sich der Wagen dann einsatzbereit. Zuvor werden allerdings noch rund 1400 Prüfmodi abgearbeitet, um unter anderem die Leistungselektronik auf mögliche Fehlfunktionen hin zu überprüfen. Ein wichtiger Vorgang. Immerhin können die 60 kWh der Hochvoltbatterie im Kurzschlussfall erheblichen Schaden anrichten. Darüber hinaus wird der aktuelle Ladezustand ermittelt, um die maximal mögliche Reichweite vorherzusagen.

So fällt der Blick auch zu allererst auf die Cockpit-Anzeige und auf das dort dargestellte Reichweitenfenster. Es zeigt die maximale wie auch die minimale Reichweite an, die der Wagen bei zurückhaltender beziehungsweise sportlicher Fahrweise zurücklegen kann. 

Während wir den Opel Ampera-e am Wochenende in Oslo ausgiebig im norwegischen Straßenverkehr testen konnte, maximal über Nacht geladen, konnten wir uns einen ersten Eindruck über die tatsächliche Reichweite verschaffen. Und die stimmt ziemlich genau mit den 380 Kilometern überein, die der Herstellers gemäß den Vorschriften des WLTP-Fahrzyklus (Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure) ermittelt hat.

Erstaunlich exakte Reichweitenvorhersage

Zwar schwankt die maximale Reichweite, in unserem Fall 439 Kilometer, je nach Fahrstrecke. Beim Hinauffahren auf den Holmenkollen, ein 371 hoher Berg nordwestlich der norwegischen Hauptstadt Oslo, beispielsweise steigt der Leistungsbedarf auf knapp 40 kW, und reduziert damit die Reichweite um viele Kilometer. Der gewöhnliche Leistungshunger aber liegt bei moderater Fahrweise um die 15 kW – laut Datenblatt beträgt der durchschnittliche Energieverbrauch etwa 14,5 kWh / 100 km (NEFZ). 

Die erstaunlich exakte Reichweitenvorhersage ist den Ingenieuren zu verdanken, die die Algorithmen für die Reichweitenvorhersage optimal auf den elektrischen Antriebsstrang abgestimmt haben. Und dabei vermutlich sogar die Außentemperatur berücksichtigt haben. In Norwegen wehte während der Testfahrt ein kalter Nordwind. Dass sich im Datenblatt auch die 520 Kilometern nach Neuem Europäischem Fahrzyklus (NEFZ) finden, ist dem Umstand geschuldet, zumindest unter Laborbedingungen einen Vergleich mit anderen Herstellern zu gewährleisten. Und da schneidet der Ampera-e besonders gut ab.

60-kWh-Batterie mit extra flachen Zellen

Die Modelle der Mitbewerber verfügen nämlich über weitaus kleinere Akkumulatoren. Mit der zweiten Generation der nickelreichen Lithium-Ionen-Zellen konnte Opel die Energiedichte mit 140 Wh/kg gegenüber der ersten Generation um mehr als 50 Prozent steigern. Die 430 Kilogramm schwere Traktionsbatterie umfasst insgesamt 288 Zellen. Diese 99,7 x 338 Millimeter großen Batteriezellen sind in acht Module mit je 30 und zwei Module zu je 24 Zellen aufgeteilt. Die neuartigen flachen Zellen stammen von LG Chem. Sie weisen eine Anode aus Graphit und eine Kathode aus Mangan (Spinell) auf. Die Elektroden sind durch einen keramisch beschichteten Separator (SRS – Safety Reinforced Separator) voneinander getrennt. 

Die Zellen sind darüber hinaus in Polymerbeschichteten Aluminiumgehäusen (Pouch Cells) eingeschlossen und werden vertikal in Modulen verbaut. So ist es möglich, die Batterie in Unterflurbauweise unter dem Fahrzeug anzubringen. Da sie derart in die Fahrzeugstruktur integriert ist, muss sie von einem Rahmen geschützt werden. Die Akkus werden im Übrigen in Brownstown Township gefertigt, unweit des neuen Batterielabors in Warren und ganz in der Nähe des vor Kurzem für 175 Millionen Euro modernisierten GM-Werks Orion in Michigan. Dort wird auch der Ampera-e produziert, der technisch mit dem in den USA entwickelten Chevrolet Bolt identisch ist.

Langzeitzuverlässigkeit dank Flüssigkühlung

Um den Akkumulator beim Laden mit maximal 50 kW wie auch bei starken Beschleunigen beziehungsweise beim Rekuperieren vor einem thermischen Schaden zu schützen, verfügt das Batteriepack über ein Thermomanagementsystem, das Flüssigkeit durch mehrere Wärmetauscher im Modul zirkuliert. So kann die Batterie je nach den Erfordernissen gekühlt oder geheizt und damit die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit optimiert werden. So überwacht ein Regelungssystem des von General Motors entwickelten Leistungs- und Thermomanagements die Batterie in Echtzeit. Der zuverlässige Betrieb beim Anschluss an das Stromnetz kann dann selbst bei einer Außentemperatur von bis zu 50 °C garantiert werden. 

Für den Ampera-e hat Opel dabei mehrere Ladeoptionen vorgesehen. Entweder lässt sich der Wagen mit 2,3 kW an einer gewöhnlichen Haushaltssteckdose laden oder aber über eine Wallbox. Darüber wird die Batterie dann mit 3,7 oder 7,4 kW geladen. An einer öffentlichen Ladestation ist zudem das Laden mit 50 kW Gleichstrom möglich. Laut Datenblatt lassen sich damit knapp 160 Kilometer innerhalb von 30 Minuten nachladen. Das Ladekabel findet sich dazu unter einer Abdeckung im Kofferraum. Interessant ist an dieser Stelle die Möglichkeit, den Ladezustand am Blinkmuster der hinter der Frontscheibe angebrachten LED abzulesen. 

Antrieb über die Vorderräder

Für den Antrieb des Ampera-e wurde ein Permanentmagnet-Synchronmotor (IPMS) gewählt, der über der Vorderachse positioniert ist. Der gewichtsoptimierte Elektromotor stellt ein maximales Drehmoment von 360 Newtonmeter bereit. Die Leistung des Elektromotors entspricht 150 kW mit einer Achsübersetzung von 7,05:1. So beschleunigt der Wagen von null auf Tempo 50 in nur 3,2 Sekunden. Der Zwischensprint beim Überholen von 80 auf 120 km/h gelingt in 4,5 Sekunden. Die Höchstgeschwindigkeit ist zu Gunsten der Reichweite elektronisch auf 150 km/h begrenzt.

Da der Ampera-e über einen Elektromotor verfügt, entfällt die klassische Motor-Getriebe-Kombination. Die elektronische Präzisionsschaltung (elektronisches Automatikgetriebe) sendet ein Signal an das Hauptsteuergerät, je nachdem ob der Fahrer die Park-Stellung, den Rückwärtsgang, "Drive", also Dauerbetrieb, "Neutral", also Leerlauf oder "Low-Modus" wählt. Dieses "Shift-by-Wire"-System (Schalten per Elektroimpuls) lässt dank seiner kompakten Bauweise den Designern mehr Freiheit und Flexibilität im Innenraum, sodass mehr Platz für Passagiere und Gepäck entsteht.

Rekuperation bis zum Stillstand

Ein wesentlich interessantere Aspekt aber ist die Art und Weise, wie die Konstrukteure die Rekuperationsstufen ausgelegt haben. Bis zu einem gewissen Grad nutzt der Ampera-e die Rekuperation im "Drive"-Modus (D). Schaltet der Fahrer jedoch auf "Low" (L) um, kann er diesen Effekt noch steigern. Der Ampera-e lässt sich dann sogar ausschließlich über das Gaspedal beschleunigen oder abbremsen. Dieses One Pedal Driving hat das Potenzial, das Autofahren in Zukunft grundlegend zu verändern. Der Fahrer kann die Geschwindigkeit seines Fahrzeugs ebenso wie das Abstoppen steuern, in dem er den rechten Fuß vom Gaspedal lupft. Wer die maximale Energierückgewinnung im "L"- oder "D"-Modus nutzen möchte, schaltet mit einer Wippe am Lenkrad manuell auf "Regeneration on Demand". So lässt sich per Fingerdruck auch im D-Modus der Ampera-e zum Stillstand bringen.

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