Ohne Auspuff (Signale 70-91)

Langjähriger Versuch mit Elektromobilität im P601 - Foto Jugend + Technik 1972

Langjähriger Versuch mit Elektromobilität im P601

Die Zeitschrift „Jugend + Technik" baute und testete einen elektrisch angetriebenen Trabant 601 über mehrere Jahre. In der Ausgabe 01/1972 erschien der nachfolgend wiedergegebene Text über die Erfahrungen mit dem Betrieb des „Trabant ohne Auspuff“.

 

Nachdem der Elektrotrabant über etwa 100 km Strecke auf seine Funktions– und Verkehrssicherheit überprüft worden war—selbstverständlich abseits vom Verkehrstrubel der Großstadt-, wurde er im Stadtverkehr Dresdens erfolgreich erprobt und von der Verkehrspolizei für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassen.

Seitdem wird der Pkw fast täglich gefahren, überwiegend auf der Strecke Wohnung - Arbeitsstelle während der Zeit des Berufsverkehrs.

Im Vergleich zur Straßenbahnbenutzung werden je nach Verkehrsdichte 50 bis 60 Prozent an Zeit für den Arbeitsweg eingespart (das liegt in unserem Fall aber an der ungünstigen Straßenbahnverbindung).

 

Die Belastung der Gt-Batterie und des elektrischen Antriebes steigerten wir in zwei Stufen, um die enorm hohen und für uns ungewohnten Stromstärken sicher beherrschen zu können. Zunächst waren in der 3. Schaltstufe nur die Feldwicklungen der Motoren parallel geschaltet, die Anker der Motoren blieben in Reihe. Nach 2000 km wurden auch die Anker in der 3. Schaltstufe parallel geschaltet. Die Stromstärken und die maximale Geschwindigkeit des Pkw stiegen dadurch an. Die wichtigsten Kennwerte der zwei Belastungsstufen zeigt folgende Tabelle:

 

Für die Zeit des Berufsverkehrs mit großer Verkehrsdichte sind 40 km/h durchaus akzeptabel, um im Fahrzeugstrom „mitzuschwim-men". Die Situation änderte sich aber mit der Eröffnung der neuen Nord-Süd- Verbindung über die Elbe in Dresden. 40 km/h Spitzen­geschwindigkeit - die wie bei anderen Kraftfahrzeugen nicht In jeder Verkehrssituation und nicht sofort erzielt werden — entsprechen selbstverständlich nicht den Möglichkeiten dieses modernen Verkehrszuges. Um schneller fahren zu können, wurde deshalb nach etwa 8000 km die Gt-Batterie gegen vier Starterbatterien (jeweils 12 V und 105 Ah) ausgetauscht. Die um vier Volt höhere Spannung des Batteriesatzes, die bessere Spannungsstabilität bei Stromentnahme und die um etwa 50 kg niedrigere Masse erhöhten die Geschwindigkeit auf max. 45 km/h ... 47 km/h. Gegenüber der Gt-Batterie änderten sich die Stromstärken nur geringfügig, jedoch verringerte sich die Reichweite auf 25 km, wie das bei 105 Ah gegenüber 130 Ah Nennkapazität auch zu erwarten war. Die erzielte höhere Geschwindigkeit war uns sehr willkommen. Insbesondere beim Ampelstart war der Unterschied zum „Verbrennungsmotor" nicht mehr so kraß wie mit der schweren Gt-Batterie. Doch auch die Starterbatterie hat nicht nur Vorteile. Vor allem sinkt die Lebensdauer bei der hohen Dauerbeanspruchung. Deshalb rüsteten wir nach 13.000 km wieder auf Gt-Batterie um.

 

Da wir den Vorteil der größeren Lebensdauer der Gt-Batterie nicht mit niedriger Geschwindigkeit erkaufen wollten, haben wir es in letzter Zeit mit höheren Betriebsspannungen probiert. Die Fahrversuche dazu sind noch nicht abgeschlossen, verliefen aber bisher recht positiv. Zur Lebensdauer der verschiedenen Batterietypen läßt sich noch nichts Endgültiges aussagen, doch sind bestimmte Unterschiede bereits deutlich zu erkennen. Als die Gt-Batterie nach 8000 km ausgetauscht wurde, schätzte der Hersteller anhand des allgemeinen Zustandes der Batterie ein, daß unter den gegebenen Bedingungen mindestens 20.000 km erreichbar waren.

 

Starterbatterien haben für den elektrischen Pkw-Antrieb die schon beschriebenen Vorzüge. Da sie aber für eine kurzzeitige, hohe Energieentnahme und nicht für eine sehr hohe Dauerbeanspruchung gebaut sind, ist ihre Lebensdauer, gemessen in Lade-Entladezyklen, wesentlich geringer als bei der Batterie mit positiven Gewebetaschenplatten (Zyklenverhältnis etwa 1 : 5).

 

Die verschiedenen Varianten der Batteriebestückung und die damit erreichbaren Geschwindigkeiten sind auch aus dem unteren Teil des Diagramms (Abb. 4) ersichtlich. Im oberen Diagrammteil sind die Ladekosten in Mark je 100 km für jeweils 1000 km Fahrstrecke eingezeichnet. Damit wenden wir uns den Kosten zu, die bei der Diskussion über die Vor- und Nachteile des Elektro-Pkw eine wichtige Rolle spielen. Wir können die Ladekosten so genau angeben, weil in der Ladestation ein Kilowattstundenzähler eingebaut ist. Neben dem absoluten und dem spezifischen Transportenergiebedarf kontrollieren wir mit dem Zähler auch den Ladezustand der Batterie, insbesondere bei Teilladungen. Die Ladekosten beziehen sich auf einen Strompreis von 0,08 M je kWh. Die Werte schwanken zwischen 1,70 M/100 km und 3,20 M/100 km und sind von mehreren Faktoren abhängig. Auschlaggebend sind nach unseren Erfahrungen die jeweiligen Außentemperaturen und der Straßenzustand. Das ist an den im Diagramm auf der rechten Ordinate eingetragenen Monatsmitteltemperaturen für Dresden zu erkennen. Der Winterbetrieb ist also wie beim benzinbetriebenen Pkw energieaufwendiger und damit teurer als im Sommer. Beim Winterbetrieb gibt es noch mehr zu beachten. Nach einer Faustregel nimmt die Batterie-kapazität um ein Prozent ab, wenn die Temperatur um 1°C sinkt. Deshalb muß man die Batterie gegen Wärmeverluste isolieren, da die beim Laden und Entladen auftretende Selbsterwärmung oft nicht ausreicht, um eine Abkühlung zu verhindern. Seit dem Herbst 1972 haben wir die Batterie in der kühleren Zeit mit Platten aus Schaumpolystyrol umkleidet. Diese Maßnahme und der milde Winter 1972/73 ließen die Ladekosten im Winterbetrieb nicht wesentlich ansteigen.

 

Die Ladekosten werden auch durch schadhafte oder leistungs-geminderte Batterien erhöht. Der Spitzenwert von 3,20 M ist auf eine solche Ursache zurückzuführen. Nachdem die schadhaften Zellen ausgetauscht wurden; sanken die Ladekosten deutlich ab.

 

Allerdings sollte man aus den preisgünstigen Ladekosten im Vergleich zu den bekannten Betriebskosten unserer Verbrennungsmotoren keine falschen Schlüsse ziehen. Die Ladekosten sind nur ein Teil der Betriebskosten eines Elektro-Pkw. Im Grunde genommen müssen die Kosten für die Reparatur bzw. den Ersatz schadhafter Batterien mit zu den Betriebskosten gezählt werden. Zu diesem Teil der Betriebskosten ist es uns zur Zeit noch nicht möglich, allgemeingültige Angaben zu machen.

 

Batteriewechsel erfolgte bei unserem Versuchsfahrzeug meist, um eine andere Batterievariante zu erproben. Nur bei den Starterbatterien sind eine Anzahl Zellen unbrauchbar geworden. Betriebsstörungen traten nur selten auf. In einem Falle mußte der Elektro-Pkw abgeschleppt werden, da in der Schaltwalze, verursacht durch einen Wackelkontakt, eine Strombrücke durchschmorte. Abgesehen von dieser Panne hat sich die Steuerung des elektrischen An-triebes mit der handbetätigten Schaltwalze sehr bewährt. Die Wartung und Überprüfung ist völlig unkompliziert und kann ohne besondere Kenntnisse mit Zange und Schraubenzieher erfolgen. Hervorzuheben ist auch der niedrige Spannungsabfall der Steuerung.

 

Durch systematische Senkung der Übergangswiderstände an den einzelnen Verbindungs- und Kontaktstellen ist es uns gelungen, den Spannungsabfall bei 100 A Belastung von 1,5 V auf etwa 0,5 V zu senken. Dadurch konnten die Verluste in der Schaltwalze um 100 W gesenkt werden. Auf den ersten Blick scheint damit nicht viel gewonnen. Wenn man aber berücksichtigt, daß 36 W bereits ein Prozent der Nennleistung aus-machen, dann lohnt sich die mühevolle Kleinarbeit an derartigen Detailverbesserungen. Zum Abschluß des Beitrages möchten wir allen herzlich danken, die uns beim Bau des „Trabant ohne Auspuff" gefördert und unterstützt haben. Bei der Auswahl und Beschaffung geeigneter Akkumulatoren sind wir von der Forschungsabteilung des VEB Galvanische Elemente, Werk Berlin, beraten und unterstützt worden.

 

Der Text erschien in der Ausgabe 01/1972 der DDR-Zeitschrift "Jugend + Technik" und wurde gefunden und eingesandt von Haiko Both