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Peugeot präsentiert das Elektrofahrzeug Ion in Paris

Peugeot präsentiert auf dem Autosalon in Paris das Elektroauto "i0n". Es hat eine Reichweite von 150 Kilometer, seine Energiespeicher sind Lithium-Ionen-Batterien die sich an einer normalen Steckdose binnen sechs Stunden vollständig aufladen lassen. Der Ion verfügt über einen Heckantrieb, bei dem der Elektromotor und das Reduktionsgetriebe mit starrer Übersetzung vor der Hinterachse platziert sind und auf die Hinterräder wirken. Ein Wechselrichter richtet die 330 Volt Gleichstrom des Fahrzeugs aus der Antriebsbatterie in 330 Volt Drehstrom für den Elektromotor um. Über den Druck auf das Fahrpedal lassen sich mit dem Wechselrichter außerdem Stromverbrauch, Frequenz und Spannung variieren. Das System aus Wechselrichter, Motor und Reduktionsgetriebe ermöglicht eine Geschwindigkeitsspanne von 0 bis 130 Kilometer pro Stunde. Die Gesamtübersetzung beträgt einheitlich 6,066 im Vorwärts- und Rückwärtsgang. Für den Rückwärtsgang wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt. Der Neodym-Permanentmagnet-Synchronmotor ist kompakt ausgeführt. Er leistet 47 Kilowatt und liefert von 0 bis 2000 1/min ein maximales Drehmoment von 180 Newtonmetern. Er besteht aus folgenden Komponenten: einem drehbaren Rotor in der Mitte mit außen angeordneten Magneten, deren Pole abwechselnd nach außen zeigen; einem feststehenden Stator, dessen Spulen mit jeweils einer Drehstromphase den Rotor im Magnetfeld bewegen.

Durch das Energiemanagement der Lithium-Ionen-Batterie und die optimierte Rückgewinnung von Schub- und Bremsenergie erreicht das Fahrzeug nach EU-Testzyklus eine Reichweite von 150 Kilometern. Die Lithium-Ionen-Batterie verfügt über eine höhere Speicherkapazität als Nickel-Cadmium-Batterien, die in den 1990er Jahren zum Einsatz kamen. Dieser Batterietyp kennt keinen Memory-Effekt und kann auch im halbleeren Zustand wieder aufgeladen werden. Regelmäßiges komplettes Entladen und Wiederaufladen ist somit nicht erforderlich. Die Lithium-Ionen-Batterie stammt aus der Entwicklung von Lithium Energy Japan (LEJ), einem Joint-Venture von Mitsubishi und GS Yuasa, und wird im japanischen Kusatsu in der weltweit ersten Fabrik für die Massenproduktion von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge hergestellt. Der Begriff Lithium-Ionen bezeichnet mehrere Batterietypen. Für den Ion fiel die Wahl wegen der leichteren Verfügbarkeit der Komponenten und des hohen Sicherheitsniveaus auf die Manganoxid-Technologie (Kathoden aus Lithium-Manganoxid, LiMn₂O₄). Jedes Modul besteht aus vier beziehungsweise acht Zellen mit 3,7 Volt und einer Kapazität von 50 Amperestunden. Mit seinen insgesamt 88 in Serie geschalteten Zellen speichert dieses Batteriepaket 16 Kilowattstunden elektrische Energie bei einer Nominalspannung von 330 Volt. Der Ladevorgang der einzelnen Batteriezellen wird permanent durch ein Kontrollsystem überwacht, bei dem die Kontrolleinheiten der einzelnen Elemente mit einer zentralen Batteriesteuerung zusammenwirken.

Die Batterie kann über ein fünf Meter langes Ladekabel (mit einem Standardstecker an der einen und einem fahrzeugspezifischen Stecksystem an der anderen Seite) innerhalb von sechs Stunden am normalen 220-Volt-Stromnetz zu 100 Prozent aufgeladen werden. Für eine Normalladung schließt der Fahrer das Kabel an eine hoch abgesicherte Haushaltssteckdose oder eine öffentliche Ladestation an und verbindet das andere Ende mit der Ladevorrichtung an der rechten Fahrzeugseite (die Schnellaufladung erfolgt auf der linken Seite). Über ein Symbol im Kombiinstrument und eine lichtemittierende Diode (Light Emitting Diode; LED) am Schutzstecker am Auto wird der Start des Ladevorgangs sofort angezeigt. Sobald die Batterie vollständig geladen ist, wird der Ladevorgang automatisch beendet. Ein Schnellladevorgang über eine spezielle Schnellladestation mit 380-Volt-Drehstrom dauert 15 Minuten (Ladung zu 50 Prozent) beziehungsweise 30 Minuten (Ladung zu 80 Prozent). Das Kabel der Schnellladestation wird dabei in die Ladevorrichtung an der linken Fahrzeugseite eingesteckt. Der Ladevorgang wird vom Systemmanagement des Fahrzeugs im Austausch mit dem Steuergerät der Ladestation überwacht und gesteuert. Sind 80 Prozent der maximalen Batterieladung erreicht, wird der Schnellladevorgang automatisch beendet. Mit einem zweiten Schnellladevorgang können allerdings 100 Prozent erreicht werden.

Als Besonderheiten des Ladevorgangs wäre zu nennen, dass ein normaler Ladevorgang über eine haushaltsübliche, geerdete 220 Volt Steckdose ein Kabel mit einer speziellen Elektronik erfordert, die die Erdungswirkung überwacht und die Stromzufuhr gegebenenfalls sofort unterbricht. Die Überwachung der Normal- beziehungsweise Schnellladevorgänge erfolgt zum einen durch Datenaustausch zwischen dem Steuergerät des Batteriesatzes, dem Rechner der Schnellladestation und der Kontrolleinheit. Die Kontrolleinheit entspricht im Grunde dem Gehirn des Fahrzeugs. Sollten während des Schnellladevorgangs im Batteriepaket bestimmte Temperaturlimits überschritten werden, wird automatisch kühlere Umgebungsluft beziehungsweise Kühlluft aus der Klimaanlage ins Innere des Batteriepakets eingeleitet. Der Ladevorgang kann nur gestartet werden, wenn sich der Wählhebel in Parkstellung befindet. Somit kann das Fahrzeug dann nicht bewegt werden. Es ist somit unmöglich, aus Versehen mit angestecktem Ladekabel loszufahren.

Der Wechselrichter wandelt die 330 Volt Gleichstrom aus der Batterie in 330 Volt Wechselstrom für den Elektroantrieb um und übernimmt die Motorsteuerung im Fahrbetrieb sowie in den Phasen der Energierückgewinnung. Der Motor kann seine Drehrichtung ändern: In Schubphasen erzeugt er einen Wechselstrom, der vom Wechselrichter wiederum in Gleichstrom gewandelt wird und die Batterie lädt (Generatormodus). Das On-Board-Batterieladegerät transformiert die 220 Volt Wechselstrom aus dem öffentlichen Stromnetz in 330 Volt Gleichstrom zum Laden der Batterie und kontrolliert sowohl die 14 Ampere Eingangsstrom als auch die acht Ampere Ladestrom für die Batterie. Beim Schnellladevorgang liefert die 50 Kilowatt-Ladestation direkt den für die Aufladung der Antriebsbatterie erforderlichen Gleichstrom mit der entsprechenden Spannung. In die Ladestation integriert ist ein Ladegerät für 380 Volt Drehstrom. Für die Batterie des Fahrzeugs steht dann Einphasen-Gleichstrom mit einer Stärke von bis zu 125 Ampere zur Verfügung. Das Systemmanagement des Fahrzeugs und das Steuergerät der Ladestation überwachen und steuern gemeinsam den Ladevorgang. Der in das Ladegerät integrierte DC/DC-Wandler transformiert die 330 Volt der Antriebsbatterie auf 14 Volt und lädt damit die zwölf Volt-Batterie für die Ausstattungselemente wie Steuergeräte, Beleuchtung, Audiosystem, Servolenkung, Vakuum- und Wasserpumpe. Er übernimmt so die Funktion einer Lichtmaschine bei Verbrennungsmotoren. Im Fahrbetrieb überwacht das Systemmanagement permanent sämtliche Systeme und steuert das Energiemanagement. Diese verbesserte und auf optimierte Energierückgewinnung ausgelegte Komponente steuert die Motorleistung je nach Fahrsituation und Batterieladezustand. Die separate Elektronik der Batterie für die Überwachung der Lade- beziehungsweise Entladephasen kommuniziert mit dem Systemmanagement.

Mit einem Radstand von 2,55 Meter Radstand und einer hoch bauenden Karosserie bietet das Elektrofahrzeug vier Erwachsene Platz. Es ist 3,48 Meter lang und 1,47 Meter breit und hat einen Wendekreis von neun Meter. Eine Verbindung zwischen Fahrer und Technik entsteht durch die Leistungsanzeige im Kombiinstrument, die in Echtzeit über den Energieverbrauch beziehungsweise die im Schubbetrieb oder beim Bremsen zurückgewonnene Energiemenge informiert. Auch wenn das Fahrzeug auf eine eher gleichmäßige Fahrweise ausgelegt sei, teilt der Hersteller mit, lasse er sich auch flott und temperamentvoll bewegen. Falls nötig steht durch einen Tritt aufs Fahrpedal sofort das gesamte Drehmoment für schnelle, lineare Beschleunigungen zur Verfügung. Für den Sprint von 30 Kilometer pro Stunde auf 60 Kilometer pro Stunde benötigt er beispielsweise 3,5 Sekunden. Zum Vergleich nennt der französische Automobilhersteller einen Peugeot 207 1,6-l-THP. Mit rund 115 Kilowatt Leistung benötige der Wagen im dritten Gang 3,9 Sekunden für diese Beschleunigung.

Wegen der hohen Karosserieform konnte das komplette Batteriepaket zwischen Vorder- und Hinterachse unterhalb des Fahrzeugbodens platziert werden. Damit wird der Schwerpunkt abgesenkt. Die serienmäßigen Ausstattungselemente wie ESP, elektronischer Bremskraftverteiler (EBV) und Notbremsassistent wirken sich auf die Fahrstabilität ebenfalls positiv aus. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal, macht die kinetische Energie der Räder den Motor (durch Umkehrung seiner Drehrichtung) zum Generator und wirkt so wie die Motorbremse bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Eine elektrische Vakuumpumpe liefert den Unterdruck für die Bremskraftunterstützung. Der Batteriesatz befindet sich an einem besonders aufprallsicher ausgelegten Einbauort und besitzt eine steife Struktur aus glasfaserverstärkten Polymerelementen und Stahlplatten. Querverstrebungen im Batteriepaket schützen die Batterie bei einem Seitenaufprall und verbessern die Biege- und Verwindungssteifigkeit des Chassis. Jede der 88 Batteriezellen ist aus Sicherheitsgründen in einem Stahlgehäuse gelagert. Jeweils vier beziehungsweise acht Zellen sind in geschützten Modulen zusammengefasst, die in der Batterieeinheit verbaut sind. Im Crashfall werden die Batterie- und Hochvolt-Stromkreise automatisch unterbrochen.

Der Anteil der Elektrofahrzeuge dürfte bis 2020 nach und nach auf rund 4 bis 5 Prozent des europäischen Fahrzeugmarktes wachsen. Die Produktion des Ion wird sich laut Unternehmen an diese Dynamik anpassen und bis 2015 insgesamt 50.000 Einheiten erreichen. Jedoch wird der Ion nicht das einzige Elektrofahrzeug der Marke bleiben. Als erstes vollelektrisches leichtes Nutzfahrzeug der Marke Peugeot wird ein beim Spezialisten Venturi umgebauter Partner Origin auf den Markt kommen. Längerfristig werden weitere Konzepte untersucht, die sich für einen 100-prozentigen
Elektroantrieb eignen.
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