Konzertierte Aktion
pm Rüsselsheim. Das Antriebssystem im Opel Ampera umfasst eine 16 kWh große Lithium-Ionen-Batterie (Gesamtkapazität), die Leistungselektronik, den elektrischen Antriebsmotor mit 111 kW/150 PS („Master“-Motor), einen 54 kW/72 PS starken Elektromotor, der auch als Generator dient, und einen 1,4-Liter-Benzinmotor („Slave“-Motor) mit 63 kW/86 PS.
Aus dem Stand heraus liefert der elektrische Antriebsmotor ein Drehmoment von 370 Nm, während der Elektromotor/Generator in erster Linie zur Stromerzeugung via Benzinmotor dient. Der Verbrenner treibt den Generator an und liefert so die mechanische Energie zur Umwandlung in elektrischen Strom, wenn die Batterie ihren minimalen Ladezustand erreicht hat.
Die Kraftübertragung der elektrischen Antriebseinheit erfolgt über ein Planetengetriebe und ein Differenzial auf die Vorderräder. Da die Effizienz eines Elektromotors mit Erreichen der Höchstdrehzahl abnimmt, nutzen die Opel-Ingenieure das Planetengetriebe, um die Drehzahl des elektrischen Hauptantriebsmotors abzusenken.
Diese ausgeklügelte Technik verwendet drei Kupplungen, die je nach Bedarf elektronisch aktiviert werden. Eine verbindet den Elektromotor/Generator mit dem Ringrad des Planetengetriebes, eine zweite stellt den Kraftschluss zwischen Ringrad und dem Getriebegehäuse her. Die dritte verbindet im Range-Extender-Betrieb Benzinmotor und Generator.
Die Fahrleistungen des Ampera sind dabei immer gleich, unabhängig davon, ob der elektrische Antriebsmotor nur von der Batterie oder im Range-Extender-Modus vom Generator mit Strom versorgt wird.
Fahren mit Batterie
Ein Motor mit Batteriestrom. In diesem Betriebszustand liefert ausschließlich die 16-kWh-Batterie des Ampera den elektrischen Strom. Bei Geschwindigkeiten unter 100 km/h ist lediglich der elektrische Hauptantriebsmotor im Einsatz. Er stellt bis zu 111 Kilowatt Leistung bereit. Aus dem Stand heraus verfügt er über ein gleichmäßiges Drehmoment von 370 Nm für temperamentvollen Durchzug. Das Ringrad des Planetengetriebes ist in diesem Betriebszustand im Getriebegehäuse fixiert.
Zwei Motoren mit Batteriestrom. Bei höheren Geschwindigkeiten unterstützt der Elektromotor/Generator den Hauptantriebsmotor als zusätzliche Kraftquelle. Dies verhindert, dass der Hauptantriebsmotor bei Maximaldrehzahl laufen muss und damit an Wirkungsgrad einbüßt. Der Zwei-Motor-Betrieb ist energieeffizienter, so dass sich die Reichweite im reinen Batteriebetrieb bei schneller Autobahnfahrt erhöht. In diesem Betriebszustand ist der Generator mit dem Ringrad des Planetengetriebes verbunden.
Im normalen Fahrbetrieb wechselt die intelligente Steuerungselektronik im Ampera nahtlos zwischen Antrieb mit einem und mit zwei Motoren, um die verfügbare Energie entsprechend der gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigungswunsch optimal zu nutzen.
Auch im Zwei-Motor-Betrieb bezieht der sekundäre Elektromotor seinen Strom aus der Batterie. In beiden Betriebszuständen wird der Ampera ausschließlich elektrisch angetrieben und konsumiert nicht einen Tropfen Benzin. Dank dieses innovativen elektrischen Antriebssystems kann der Ampera im reinen Batteriebetrieb eine Reichweite zwischen 40 und 80 Kilometer erreichen.
Fahren mit
Range-Extender
Ein Motor mit Generatorstrom. Immer wenn die Batterie des Ampera auf ihren minimalen Ladezustand sinkt, startet der Benzinmotor, um die Reichweite zu erhöhen. Die Verbrennungsmaschine wird mit dem zweiten Elektromotor verbunden, der nun als Generator arbeitet und den Fahrstrom für den elektrischen Hauptantriebsmotor produziert.
Gleichzeitig hält der Generator den Ladezustand der Batterie konstant. Das Ringrad ist dann wiederum im Getriebegehäuse fixiert.
Zwei Motoren mit Generatorstrom. Bei Geschwindigkeiten jenseits von 100 km/h übernimmt der Elektromotor/Generator eine doppelte Funktion. Während er als Generator Strom produziert, wirkt er gleichzeitig als Hilfsmotor. Dann liefert er zusätzliches Antriebsmoment, indem er mit dem Ringrad des Planetengetriebes verbunden wird wie im einmotorigen batterieelektrischen Modus. In diesem Zwei-Motor-Betriebszustand erzielt der Ampera bei Autobahngeschwindigkeiten einen höheren Wirkungsgrad als es alleine mit dem Hauptantriebsmotor möglich wäre. Das mechanische Zuschalten des Benzinmotors dient der Effizienzsteigerung. Auch in diesem Modus fährt der Ampera jedoch elektrisch.
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