kfztech.de E-Lexikon - Fachbegriffe aus der E-Mobilität - A

Alkaline, Amperé, Akkumulator, Antriebsbatterie, Asynchronmaschine, Axialflussmotor sind Begriffe, die mit A anfangen und mit der Elektromobilität und dem E-Auto verbunden sind und von kfztech.de erklärt werden.

Die Elektromobilität setzt sich Europa und nicht zuletzt auch in Deutschland immer mehr durch. Egal ob reiner Stromer, Plugin-Hybrid oder Brennstoffzelle, die Tage des Verbrenners scheinen gezählt. Die Zahl der in Deutschland zugelassenen Personenkraftwagen mit reinem Elektroantrieb (BEV) hat in der Bestandszählung des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA) zum 1. Januar 2026 erstmals die Marke von zwei Millionen Fahrzeugen überschritten.
Zum Stichtag sind insgesamt 2.034.260 BEV in Deutschland zugelassen. 

Bei nun über zwei Millionen E-Fahrzeugen kommen auch etliche neue Begriffe und Abkürzungen aus der Elektromobilität zum Wortschatz der Autofahrer hinzu. Damit muss sich auch der Kfz-Mechatroniker befassen. kfztech.de startet eine neue Reihe, mit der etwas Licht ins Dunkel des Begriff Dschungels gebracht werden soll.

Der LI-Ionen-Akku des Lexus verfügt über Luftkühlung und jedes Modul über ein Heizelement. - (Bild 1 Lexus)

Alkaline Acid Fuel Cell (AFC)

Die Alkaline Acid Fuel Cell, englisch für alkalische Brennstoffzelle, ist eine Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle. Sie besitzt eine konzentrierte wässrige Lösung als Elektrolyt. Der mit Abstand wichtigste Energielieferant („Brennstoff“) für die alkalische Brennstoffzelle ist Wasserstoff an der Anode, der durch Oxidation mit reinem Sauerstoff an der Kathode umgesetzt wird und Wasser entstehen lässt.

Alternativ dazu können stattdessen auch Ammoniak oder Hydrazin als Energielieferanten verwendet werden. AFC hatten eine wichtige Rolle im Apollo-Programm und beim Space Shuttle gespielt und sind gut erforscht. Sie spielen heute aber nur noch eine geringe Bedeutung bei Brennstoffzellensystemen. Ein denkbarer Einsatz sind U-Boot-Antriebe. Im Automobil sind sie nicht im Einsatz.

Akkumulator

Ein Akkumulator (Kurzform: Akku) ist ein Speicherelement für elektrische Energie auf chemischer Basis, der wiederaufladbar ist und deshalb auch als Sekundärbatterie bezeichnet wird. Der Akkumulator als galvanisches Element besteht aus zwei Elektroden und einem Elektrolyten. Durch die Aneinanderreihung von mehreren Akkuzellen entsteht eine Batterie. Umgangssprachlich werden die Begriffe "Akku" und "Batterie" auch gleichbedeutend für einen "Energiespeicher" verwendet. In Elektroautos sind meistens Lithium-Ionen-Akkus verbaut (Bild 1). Der Akku als Antriebsbatterie ist meist der teuerste Bestandteil des Elektroautos.

Amperé

Amperé ist die Einheit der elektrischen Stromstärke (A).
Als Definition für den elektrischen Strom gilt: Elektrischer Strom ist die gezielte oder gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. Als Ladungsträger gelten Elektronen oder Ionen. Die elektrische Stromstärke dient also der zahlenmäßigen Beschreibung des elektrischen Stroms. Um genau zu sein: 1 Amperé entspricht einer Ladungsmenge in einem Leiterquerschnitt von 6,25 * 1018 Elektronen pro Sekunde. Strom kann dabei nur fließen, wenn zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Ladungen genügend freie Ladungsträger vorhanden sind.

Zur Erklärung der elektrischen Größen wird gerne das sogenannte Wassermodell verwendet. Der Stromfluss wird in diesem Fall mit fließendem Wasser in einem Rohr verglichen. Je schneller das Wasser durch das Rohr fließt, desto höher ist die Flussgeschwindigkeit. Genauso ist es auch beim elektrischen Strom. Je mehr Elektronen in einer Sekunde durch den Leiter fließen, desto größer ist die elektrische Stromstärke. Elektrischer Strom ist folglich Ladung pro Zeiteinheit. Beide Faktoren gemeinsam entscheiden, wie hoch die Leistung ist, die für den Betrieb eines Wasserrades oder Motors zur Verfügung steht.

VW id.4 mit Anhänger - Mittlerweile werden viele Stromer für den Anhängerbetrieb freigegeben. (Bild 2 Volkswagen)

Anhängekupplung und E-Auto

Fahrer von Elektroautos hatten bei Anhängekupplungen bis vor einiger Zeit noch das Nachsehen. Für E-Autos wurden oft keine Anhängevorrichtungen angeboten bzw. waren nur minimale Anhängelasten erlaubt. Der Grund: Die Reichweite kann bis zu 70% sinken, wenn eine größere Anhängelast gezogen wird.

Das ändert sich seit einiger Zeit. Inzwischen gibt es für die meisten reinen Elektroautos eine Anhängerkupplung als Option. Bei manchen ist zwar nur die Installation eines Fahrradträgers erlaubt, doch mittlerweile gibt es einige Fahrzeuge mit Anhängelasten, die auch für einen Wohnwagen geeignet sind. Audi e-tron und Mercedes EQC haben z.B. eine maximale Anhängelast von 1800 kg, der VW ID.4 kommt auf bis zu 1400 kg (Bild 2) und das Tesla Model X zieht ganze 2250 kg. Plug-in-Hybride (PHEV) liegen mittlerweile auf dem Niveau von entsprechenden Benzinern.

Gegen die Reichweiten-Angst hat das Pariser Unternehmen EP Tender hat Batteriesysteme entwickelt, die sich bei Bedarf als kompakte Anhänger an Elektroautos anschließen lassen.

Asynchronmotor bzw. Asynchronmaschine (ASM)

Bei den Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen gibt es überwiegend zwei grundsätzlich verschiedene Arten. Man spricht von Asynchronmotoren (oder -maschinen) und Synchronmotoren (-maschinen). Weil ein Elektromotor auch als Generator fungieren kann, spricht häufig von Maschinen. Beide Systeme besitzen eine bewegliche und eine statische Komponente: den Rotor oder Läufer und den Stator oder Ständer. Die Namen deuten bereits auf die Zuordnung und die Funktion beim Antrieb hin: Der Stator ist unbeweglich, also starr und inmitten des Stators rotiert der Rotor. Wird das Elektroauto gestartet, fließt durch Spulen im Stator Wechselstrom und ein umlaufendes Magnetfeld wird erzeugt. Dieses Magnetfeld bringt den Rotor in Bewegung.

Ein Asynchronmotor, wie hier vom Audi e-tron, zeichnet sich durch einfachen Aufbau aus. (Bild 3 Audi)

Der entscheidende Unterschied zwischen beiden: Während bei den Synchronmotoren (PSM) die Magnetfelder von Stator und Rotor im gleichen Takt laufen, hinkt der Rotor beim Asynchronmotor (ASM) leicht hinterher.

Das sehr robuste Gesamtkonzept ist beim Asynchronmotor etwas einfacher aufgebaut. Er kommt ohne aufwändige Regelung, Bürsten, Kommutator Ringe, Positionssensoren und teure Permanentmagnete aus (Bild 3). Der Asynchronmotor ist auch als Induktionsmotor bekannt. Er ist selbstanlaufend und die Drehzahl kann mit Hilfe einer Frequenzregelung relativ einfach gesteuert werden. Es mangelt dem ASM jedoch ein wenig an Effizienz. Zudem ist der Motor vergleichsweise schwer und laut.

Aber er hat einen großen Vorteil: Er lässt sich jederzeit deaktivieren. Wird der Strom abgeschaltet, läuft er im Freilauf mit und verbraucht dabei keine Energie. Die Permanentmagnete im PSM hingegen lassen sich nicht abschalten. Treibt der permanenterregte Motor das Auto nicht aktiv an, wirkt er stattdessen wie ein Dynamo und rekuperiert permanent. Beim gleichmäßigen Segeln auf der Autobahn ist das aber nicht erwünscht, weshalb der ASM vor allem bei teuren E-Mobilen für die Langstrecke eine wichtige Rolle spielt. Zunehmend wird er auch in einer arbeitsteiligen Kombination mit dem PSM eingesetzt, um die Vorteile beider Techniken nutzen zu können. Solche Autos verfügen dann in der Regel über einen Allradantrieb.

Link zum ASM

Axialflussmotor

Ein Axialflussmotor, auch Scheibenläufermotor genannt, ist ein hocheffizienter Permanentmagnet-Synchronmotor, bei dem der magnetische Fluss parallel zur Rotationsachse verläuft. Durch die flache, scheibenförmige Bauweise (Rotor und Stator liegen nebeneinander) bieten sie bis zu 30% höhere Drehmomentdichten, geringeres Gewicht und kompaktere Maße, ideal für Elektrofahrzeuge, Flugzeuge und Industrieanwendungen.

Anders als bei den aktuell in E-Autos gebräuchlichen Radialflussmotoren sitzt der Stator beim Axialflussmotor aber nicht wie ein Ring außen und der Rotor coaxial darin. Vielmehr bestehen Axialflussmotoren aus mehreren Rotor- und Stator-Scheiben bzw. Ringen, die nebeneinander im Wechsel auf einer Achse sitzen. Der magnetische Fluss verläuft dabei parallel zur Drehachse, darum die Bezeichnung Axialflussmotor.

Axialflussmotoren sind leichter und kleiner als herkömmliche Motoren bei gleicher oder höherer Leistung. Der Einsatz erfolgt verstärkt in Hochleistungs-Hybrid- und Elektrofahrzeugen (z.B. YASA-Motoren bei Mercedes-Benz und Ferrari) sowie in der Luftfahrt.

Das Lexikon wird schon bald erweitert....

Das könnte auch interessant sein:  Wie Elektroautos und ihre Technik die Automobilbranche revolutionieren

Wichtige Inhalte und Schlagwörter (hashtags #):

#kfztechde, Auto, kfz, kfztechnik, fahrzeuge, kfzmechatroniker, automobil, elexikon, emobilität, Alkaline, AFC, Amperé, Akku, Akkumulator, Antriebsbatterie, Asynchronmaschine, Axialflussmotor, E-Auto, elektromobilität,

Quellen: chemie.de, Audi, Volkswagen, Lexus, ams, diverse weitere,