Elektromobilität

Das Getriebe stirbt im Elektroauto nicht aus

von Thomas Pitscheneder

Ein Elektroauto kann auch ohne handelsübliches Getriebe funktionieren. Ist das auch wirklich besser oder ist eine Schaltung vielleicht sogar ein Vorteil?

Ein Elektroauto ist an einen öffentlichen Ladepunkt angeschlossen.
Für Allradantrieb ein Muss: Elektroautos benötigen ein Getriebe, um die erzeugte Kraft an die Räder weiterzugeben. Foto: Shutterstock / Sopotnicki

Das erfahren Sie gleich:

  • Was Schalt- und Automatikgetriebe unterscheidet
  • Wie Elektroautos von einem klassischen Getriebe profitieren
  • Was mit dem Getriebe bei einem Umbau zum Elektroauto passiert

Elektroautos unterscheiden sich an vielen Stellen von ihren benzin- oder dieselbetriebenen Gegenstücken. Der Motor ist weniger kompliziert aufgebaut, die Anzahl der sich bewegenden Teile ist geringer. Das sorgt für einen geringeren Aufwand bei der Wartung der Antriebe. Oft ist zudem von einem fehlenden Getriebe in den Fahrzeugen die Rede. Dabei ist es doch weiterhin vorhanden, nur in etwas anderer Form.

Theoretisch ist in einem Elektroauto sogar ein klassisches Schaltgetriebe denkbar. Doch wie funktionieren Getriebe, wo stecken sie in Elektroautos und wie sieht ihre Zukunft aus?

So funktionieren klassische Getriebearten

Das Getriebe ist bei Verbrennern das wichtigste Bauteil nach dem Motor. Es wandelt das vom Motor erzeugte Drehmoment in nutzbare Raddrehzahlen um. Die verschiedenen Übersetzungen sorgen dabei für eine schnellere oder langsamere Drehung der Räder.

Eine einfache Veranschaulichung liefert das Fahrrad. Wer darauf im ersten Gang mit hoher Geschwindigkeit in die Pedale tritt, kommt einfach vom Fleck, aber nur langsam voran. Beim Schalten in einen höheren Gang geht es hingegen schneller – bei gleichem Kraftaufwand.

Die grundsätzliche Funktionsweise ist auch bei einem Automatikgetriebe zu finden. Hierbei übernimmt jedoch ein automatisches System das Kuppeln und die Wahl des für die Drehzahl richtigen Ganges. Bei den damit ausgestatteten Fahrzeugen entfällt deshalb das Kupplungspedal.

Das moderne Getriebe im Elektroauto

Durch ihre platzsparende Bauweise sind Elektromotoren vielseitig einsetzbar. Sie müssen nicht zwingend im Motorraum untergebracht sein, sondern können direkt an der Achse oder den Rädern sitzen. Das stellt die gesamte Ordnung im Auto auf den Kopf.

Weil Allrad eines der großen Themen im Elektroauto ist, braucht es weiterhin ein Getriebe. Es übersetzt die erzeugte Kraft und gibt sie anschließend an die Räder weiter. In einem sehr großen Teil der Fälle jedoch ohne eine Gangschaltung. Also ist das Getriebe auch in der Elektromobilität sinnvoll – und oft notwendig.

Die Gründe dafür sind einfach erklärt: Ein solch vereinfachtes Getriebe kostet in der Herstellung weniger, ist leichter und einfacher zu reparieren. Konzeptbedingt ist das Elektroauto nicht auf wechselbare Übersetzungen angewiesen. Das breite Drehzahlband und die gleichmäßige Leistungsentfaltung reichen auch so.

Schaeffler fertigt Getriebe in Serie

Die deutsche Schaeffler-Gruppe fuhr die Fertigung solcher Getriebe kürzlich hoch. Ab sofort entstehen sie in Serie und kommen schon bald im ersten Modell zum Einsatz: dem Audi e-tron. Das verwundert kaum, denn schon in der Formel E sind die Unternehmen Partner.

Das elektrisch angetriebene Premium-SUV erhält so zwei Antriebsarten: ein reiner Hinterradantrieb und Allrad. Damit das möglichst schnell und für den Fahrer kaum wahrnehmbar funktioniert, übernimmt den Wechsel ein Planetenradsatz. Der verteilt die Kraft der Elektromotoren.

Bei entspannten Fahrten in der Stadt wirkt dann nur der Hinterradantrieb, braucht der Audi mehr Power oder fährt auf unebenem Untergrund, schaltet das System auf Allrad um. Der Clou: Die Getriebe von Schaeffler nehmen wenig Platz weg und erschweren das Fahrzeug kaum.

Schaltgetriebe im E-Auto: Vor- und Nachteile

Ist eine Gangschaltung im Elektroauto also undenkbar? Nein, denn sie könnte sich in künftigen Modellen durchaus lohnen. Noch mangelt es Elektroautos oft an hohen Geschwindigkeiten. Den potenziellen Kunden hierzulande ist das ein Dorn im Auge.

Weil das Drehzahlband auch beim Elektroauto irgendwann aufhört, ist ab einer gewissen Geschwindigkeit Schluss. Oft liegt die maximale Geschwindigkeit bei rund 130 km/h, in manchen Fällen sogar darunter. Nur Topmodelle mit entsprechendem Übersetzungsverhältnis schaffen 200 km/h und mehr – zu Lasten der Reichweite.

Ein klassisches Schaltgetriebe wäre für kleinere Elektromotoren eine Bereicherung. In der Praxis sind damit höhere Endgeschwindigkeiten und ein noch schnelleres Anfahren möglich. Weil auch Elektroautos nur in einem eingeschränkten Bereich besonders energiesparend arbeiten, würde der Stromverbrauch mit einer Übersetzung sinken.

Zulieferer arbeiten bereits an neuen Getrieben

Ein Getriebe mit zwei Gängen ist kein Wunschdenken. Automobilzulieferer wie ZF Friedrichshafen und GKN arbeiten bereits an einer Lösung. Laut GKN ließe sich mit einem Zweigang-Getriebe für Elektroautos deren Systemeffizienz um 10 Prozent erhöhen.

Die österreichische Firma Kreisel fährt bereits Tests mit einer automatisierten Variante eines solchen Getriebes. Zum Einsatz kommt es in einem auf Elektroantrieb umgebauten historischen Rennwagen und sorgt für Geschwindigkeiten von mehr als 300 km/h.

Wir haben uns das hohe Ziel gesetzt einen ultraleichten, elektrischen Supersportwagen auf Basis eines historischen Sportwagens als idealen Anwendungsfall für unser Getriebe zu bauen.

Markus Kreisel, Geschäftsführer von Kreisel Electric

Ausgelegt ist die Technik für maximale Leistungswerte von 600 kW und einem Eingangsdrehmoment von satten 900 Nm. Weil das Getriebe gleichzeitig elektrische Energie einspart, holt das Fahrzeug aus einem 54 kWh leistenden Akku bis zu 350 Kilometer Reichweite heraus. Bereit für die Serie ist aber auch das Getriebe von Kreisel noch nicht.

Das Getriebe beim Umbau auf Elektro

Ältere und neuere Fahrzeuge lassen sich zu einem Elektroauto umbauen. Während der Motor dabei raus muss, kann das Getriebe im Auto bleiben – zumindest solange es sich um ein Schaltgetriebe handelt. Ein Automatikgetriebe ist für einen Umbau schlichtweg zu kompliziert.

Eine kleine technische Anpassung der Verbindung zwischen Elektromotor und Schaltgetriebe ist dennoch notwendig. Sie fällt jedoch wesentlich einfacher und kostengünstiger aus. Danach lässt sich der E-Motor mit dem vorhandenen Getriebe schalten.

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