IAA 2017: Zulieferer wetteifern um die beste elektrische Achse

Elektrische Achsantriebe eignen sich für E-Autos und Plug-in-Hybride

| Autor: Jan Rosenow

Kraftpaket: Die E-Achse von Bosch leistet bis zu 300 kW.
Kraftpaket: Die E-Achse von Bosch leistet bis zu 300 kW. (Bild: Bosch)

Es ist eine Wette auf die Zukunft: Die großen Zulieferkonzerne wie Bosch oder ZF rechnen damit, dass viele Autohersteller sich keine eigenen Produktionskapazitäten für elektrische Antriebsmotoren aufbauen werden, und hoffen in diesem Segment auf einen neuen Absatzmarkt. Um schnell auf wirtschaftlich interessante Stückzahlen zu kommen, entwickeln derzeit mehrere Anbieter elektrische Achsantriebe, die nicht nur als alleiniger Antrieb für batterieelektrische Autos, sondern auch als Hybridkomponente in Plug-in-Hybriden eingesetzt werden können.

Bosch etwa will mit seiner E-Achse gleich weltweiter Marktführer bei der Elektromobilität werden. Der Start der Großserienproduktion ist für 2019 geplant. Der neue Elektroantrieb ist so ausgelegt, dass er an viele Fahrzeugtypen angepasst werden kann. Motor, Leistungselektronik und Getriebe sind integriert; die Einheit lässt sich wahlweise an der Vorder- oder an der Hinterachse verbauen.

Die Leistung des Antriebs lässt sich zwischen 50 und 300 Kilowatt einstellen und reicht somit aus, um große Fahrzeuge wie SUVs elektrisch anzutreiben. Das Drehmoment an der Achse des Fahrzeugs kann zwischen 1.000 und 6.000 Newtonmeter betragen. Eine elektrische Achse mit einer Leistung von 150 Kilowatt wiegt etwa 90 Kilogramm – und damit laut Bosch wesentlich weniger als bisherige Einzelkomponenten zusammen.

GKN: Achsantrieb mit Wechselgetriebe

Der britische Antriebsspezialist GKN ist unter anderem als Lieferant für den Achsantrieb des BMW i8 aktiv und hat dort als Erster einen Elektromotor mit einem zweistufigen Getriebe kombiniert. Dadurch lässt sich der E-Motor bei besserem Wirkungsgrad betreiben. Die neue E-Antriebsachse von GKN namens E Twinster X, die auf der IAA vorgestellt wird, weist einige Neuheiten auf: So wird etwa eine der Antriebswellen durch die Nabe des E-Motors geführt, was eine kompaktere Bauart als bei konventionellen Konstruktionen ergibt.

Damit ist das System für jeden denkbaren Fahrzeugtyp adaptierbar – von Stadtfahrzeugen bis hin zu luxuriösen SUVs. Das Zweigang-Lastschaltgetriebe macht es möglich, sowohl mit hohem Start-Drehmoment im ersten Gang als auch mit elektrischer Unterstützung bis zur Höchstgeschwindigkeit aufzuwarten. Der Systemwirkungsgrad ist laut GKN um zehn Prozent höher. Das GKN-System schaltet mittels einer einzigen Nasskupplung, die je nach Schaltstellung den ersten oder zweiten Gang einlegt. Im zweiten Gang läuft die Planetenrad-Getriebestufe als ein verblocktes Bauteil um. Durch diesen einfachen Aufbau ist das Getriebe im zweiten Gang ebenso effektiv wie sonst nur ein eingängiges Stirnradgetriebe.

ZF: Mit oder ohne Antrieb das gleiche Achskonzept

ZF hat ebenfalls ein komplettes Antriebssystem samt integrierter Leistungselektronik entwickelt, das in einem Hinterachs-Baukastensystem namens Mstars sitzt (Modular Semi-Trailing Arm Rear Suspension). Damit könnten Fahrzeughersteller mit nur einer Karosserievariante viele Antriebskonzepte umsetzen.

Um anstelle konventioneller Achsen das Mstars-System zu verbauen, sind nur geringe Änderungen an der Karosserie nötig. Das 150 Kilowatt starke elektrische Antriebsmodul mitsamt Stirnradgetriebe, Differenzial sowie Leistungselektronik findet zentral im Mstars-Hilfsrahmen Platz. Alternativ lässt sich die ZF-Achse als nichtangetriebene Variante oder mit klassischem Achsantrieb für Hecktriebler oder Allradversionen einsetzen.

Bosch auf der IAA: Halle 8.0, Stand A03

GKN auf der IAA: Halle 5.1, Stand B32

ZF auf der IAA: Halle 8.0, Stand F20

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