Warum dedizierte EV-Plattformen der Schlüssel zur Maximierung der Vorteile von Elektrofahrzeugen sind

Eine Autoplattform ist im Wesentlichen die strukturelle Basis eines Fahrzeugs. Seine Architektur und Spezifikationen bestimmen die Fahrwerkssteifigkeit, die Aufhängungsanordnung, das Kabinenvolumen und wichtige technische Entscheidungen wie die Art des Motors und des Getriebes. Traditionelle Automobilhersteller, die in der Vergangenheit Modelle mit Verbrennungsmotoren (ICE) gebaut haben, stehen nun vor der Wahl: Sie müssen ihre alten Plattformen verwerfen und völlig neue, speziell für Elektrofahrzeuge konzipierte Architekturen entwickeln oder die bestehenden Architekturen anpassen, um elektrische Antriebsstränge unterzubringen.

Die Branche ist weiterhin gespalten, was den besten Weg für die Zukunft betrifft. Bestimmte Marken rüsten ihre aktuellen ICE-Plattformen nach, andere fangen bei Null an und entwickeln dedizierte EV-Plattformen, und einige verfolgen eine gemischte Strategie und wenden beide Taktiken auf verschiedene Modelle an. Im Folgenden untersuchen wir die Vorteile, die jede Methode bietet.

Modifizierte ICE-Plattformen

Wenn Ingenieure eine ICE-Plattform entwickeln, projizieren sie normalerweise mehrere Jahre in die Zukunft. Um eine solche Plattform für ein vollelektrisches Fahrzeug nutzbar zu machen, müssen Designer diese Möglichkeit in den ursprünglichen Entwurf einbetten. Nehmen Sie als Beispiel die MQB-Plattform des Volkswagen-Konzerns – sie wurde für die Aufnahme einer Reihe von Antriebsquellen konzipiert, von Benzin und Diesel bis hin zu Erdgas, Plug-in-Hybriden und reinen Elektroantrieben. Diese Vielseitigkeit fördert die Fertigungsflexibilität, doch der Schwerpunkt der Plattform liegt zwangsläufig weiterhin auf ICE-Anwendungen.

Die CLAR- und FAAR-Architekturen von BMW veranschaulichen diese Strategie: Obwohl sie ursprünglich für Verbrennungsmotoren entwickelt wurden, können sie auch als Grundlage für Elektromodelle dienen. Die meisten herkömmlichen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor verfügen über eine „All-Front“-Konfiguration, bei der ein quer montierter Motor und ein Getriebe die Kraft an die Vorderachse übertragen. Folglich übernimmt ein Elektrofahrzeug, das auf demselben ICE-Chassis aufgebaut ist, die Anordnung mit Frontantrieb.

Herkömmliche ICE-Grundlagen sehen Längsauspuffstrecken und optionale Allradantriebskomponenten vor. Wenn Hersteller diese Systeme gegen Batteriepacks austauschen, müssen die Packs in komplizierte Formen gebracht werden – häufig „H“- oder „T“-Konfigurationen. Diese zusätzliche Komplexität macht es schwierig, das Fahrzeug mit Batterien höchster Kapazität auszustatten und schränkt die Flexibilität ein, sodass ein einzelnes Modell selten mehrere Kapazitätsoptionen bietet.

Eine weitere Einschränkung ist der Tunnel, der unter dem hinteren Passagierbereich verläuft und den Raum in zwei Teile teilt. Dieses Design beeinträchtigt das Drehmomentmanagement und führt zu einer suboptimalen Innenausstattung.

Der Nachteil bei der Drehmomentbewältigung wird auf angepassten, auf den Hinterradantrieb ausgerichteten Plattformen wie dem CLAR von BMW gemildert.

Dedizierte EV-Plattformen

Dedizierte EV-Plattformen erfordern erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung und einen längeren Entwicklungszyklus, was zu höheren Fahrzeugpreisen und einer verschobenen Markteinführung führt. Dennoch bieten sie mehrere Vorteile, die sie im Laufe der Zeit zur klügeren Wahl machen.

Lassen Sie uns zunächst über die Physik sprechen. Wann immer Sie ein Hochgeschwindigkeitsfahrzeug gefahren sind, haben Sie beim Beschleunigen gespürt, wie Ihr Rücken in den Sitz gedrückt wurde. Das deutet auf eine Gewichtsverlagerung nach hinten hin, wodurch sich die Vorderseite leicht anhebt, während die Rückseite einfedert. Um das große, unmittelbare Drehmoment eines Elektromotors ohne Einbußen bei der Traktion nutzen zu können, muss die Kraft daher an die Hinterachse geleitet werden.

Folglich treibt ein Einzelmotor-Aufbau typischerweise die Hinterachse an. Diese Anordnung führt auch zu einem engeren Wenderadius, da die vorderen Antriebswellen fehlen.

Der Renault Megane E-Tech und der Nissan Ariya sind beide Fahrzeuge mit Frontantrieb, obwohl sie sich die spezielle EV-Plattform CMF-EV teilen. Renault-Nissan hat sich für diese Anordnung entschieden, um Gewicht und Platz zu sparen: Durch die Konzentration aller Komponenten an der Vorderseite wird die Masse des Fahrzeugs um 100 kg reduziert – vor allem durch kürzere Rohrleitungen und Hochspannungskabelwege – und es wird mehr Laderaum im Kofferraum geschaffen.

Eine spezielle EV-Plattform bietet außerdem eine einfachere rechteckige Batteriegeometrie, die zwischen den Achsen positioniert ist, sodass Hersteller die Energiekapazität durch Hinzufügen weiterer Module erhöhen können. Dieses „Skateboard“-Layout erschwert jedoch die Konstruktion der Hinterradaufhängung. Bei Kompaktwagen ist eine völlig unabhängige Mehrlenkeraufhängung mit Längslenkern unpraktisch, so dass nur Querlenker eine praktikable Option sind.

Da eine dedizierte EV-Architektur einen Motorraum überflüssig macht, ermöglicht sie einen flachen Innenboden und einen längeren Radstand. Durch dieses Design wird Innenraum frei, so dass kompakte Elektroautos einen mit größeren Modellen vergleichbaren Raum bieten können.

Durch die tiefliegende Hauptbatterie erhöht sich die Gesamthöhe des Fahrzeugs geringfügig, was die Hersteller dazu veranlasst, die Fahrhöhe etwas anzuheben. Folglich eignet sich die Elektromobilität derzeit eher für SUVs und Crossovers, die wiederum mit aerodynamischen Einschränkungen konfrontiert sind.

Für die Entwicklung schlankerer Elektrofahrzeuge wie Sportcoupés integrieren Porsche und Audi das „Fußgaragen“-Design in ihre Taycan- und E-Tron-GT-Modelle. Bei dieser Funktion wird ein spezieller Hohlraum im Batteriepaket geschaffen, wodurch der Freiraum für die Füße der Insassen auf den Rücksitzen vergrößert wird.

Abschließende Bemerkungen

Es ist offensichtlich, dass spezialisierte EV-Architekturen deutliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen modularen Plattformen für Verbrennungsmotoren (ICE) bieten. Im Großen und Ganzen können EV-Plattformen in drei Typen eingeteilt werden: die dedizierte EV-Plattform, die eine langsamere, aber hocheffiziente Methode darstellt; die modulare ICE-Plattform mit Hinterradantrieb, die als Mittelweglösung dient; und die angepasste ICE-Plattform mit Frontantrieb, die einen Kompromiss darstellt. Wir haben versucht, unten eine Tabelle zusammenzustellen, um einen schnellen Vergleich dieser Optionen zu ermöglichen.