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Von Le Mans in die Alltagswelt

48-V-Antriebsstrang revolutioniert E-Mobility

28. Oktober 2019, 11:41 Uhr | Heinz Arnold

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Gen2-Modelle mit 1075 PS Dauerleistung...

Sie sind überzeugt, dass ihnen genau das gelungen ist. Die äußerst leichten Elektromotoren sind so aufgebaut, dass sie im Bereich zwischen 48 und 90 V arbeiten, sie zeichnen sich durch ein hohes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich aus – und erreichen damit eine höhere Performance als Hochvolt-Motoren, die in bisherigen E-Autos für den Antrieb sorgen. Die patentierten Motoren sind hauptsächlich aus Carbon-Fiber aufgebaut.

Jedes Rad in den Sportwagen wird direkt von einem einzelnen 48-V-Motor über die Antriebswelle angetrieben, es gibt kein Untersetzungsgetriebe. Bei der 1MW-Concept-Generation 1 (Gen1), die 2015 vorgestellt wurde, befinden sich vorne zwei Motoren mit jeweils 200 kW und hinten mit je 300 kW. Sie wiegen jeweils 45 und 65 Pfund. Die Versorgung übernimmt eine 48-V-Batterie mit 65 kWh Kapazität, die aus 18650-Zellen besteht. Die Reichweite des Autos beträgt laut Toroidion 650 km.

Die neuen Gen2-Modelle, die im Herbst nächsten Jahres ausgeliefert werden sollen, erreichen eine Dauerleistung von 1072 PS (800 kW) bei 48 V DC und 210 A und kosten zwischen 250.000 und 300.000 Euro. Sie erreichen ein Leistungsgewicht von 1: 1, das weitaus besser ist als jedes andere E-Auto. Das Modell S P85D Tesla kommt auf 0,31: 1 und ist damit deutlich besser als die meisten anderen E-Autos. Der Porsche Mission E erreicht 0,295: 1.

In dieser Preisklasse sind die Autos natürlich eher etwas für Liebhaber, aber davon scheint es einige zu geben: Toroidion will jährlich 75 Gen2-Modelle produzieren. »Dies wird dazu beitragen, den Grundstein für die allgemeine Revolution der Elektromobilität zu legen«, sagt Pasi Pennanen.

Ein wesentlicher Teil des Know-hows liegt im Aufbau der 48-V-Motoren und auch der Batterien. Pasi Pennanen möchte im Moment keine Details nennen. Nur so viel: Die Motoren bestehen aus vier bis zu maximal einigen hundert auf Wicklungen basierenden Grundeinheiten. So lässt sich der Motor auf die jeweiligen Anforderungen seines Einsatzortes modular zuschneiden. Weil der Motor laut Pennanen durchgehend mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeite, bestünde keine Notwendigkeit, Phasen ab- oder zuzuschalten. Die Technologie ist bereits durch zahlreiche Patente abgesichert, weitere würden folgen. Ein wesentlicher Vorteil der Technologie ist, dass die Leistung der 48-V-Motoren durch ihren modularen Aufbau einfach gesteigert werden kann: Sie sind voll skalierbar, im Gegensatz zu herkömmlichen Elektromotoren wäre der Faktor 1000 kein Problem.

Der Sicherheitsaspekt – bisher grob vernachlässigt

Seiner Meinung nach werde der Sicherheitsaspekt bei der Verwendung hoher Spannungen derzeit weit unterschätzt. Das beziehe sich, wie oben schon angedeutet, sowohl auf die Sicherheit der Insassen als auch von Rettungskräften, vor allem auch im Umfeld der Ladestationen: »Ich wäre nicht überrascht, wenn sich eine dem Dieselgate-Skandal ähnelnde Diskussion rund um die mangelnde Sicherheit für E-Autos entwickeln wird, die der E-Mobilität insgesamt schwer schaden könnte«, erklärte er gegenüber Markt&Technik.

All das umginge die 48-V-Technik. Tritt im Antriebsstrang von Toroidion ein einzelner Fehler auf, erkennt das System diesen Fehler und isoliert die betreffende Komponente. Die übrigen Teile des Systems bleiben funktionsfähig, sodass der Fahrer bei reduzierter Leistung die nächste Service-Station aufsuchen kann.

Wie sehen nun die weiteren konkreten Schritte für Toroidion aus? Im zweiten Quartal eröffnete das Unternehmen eine B-Round-Aktienemission in Höhe von 2 Mio. Euro sowie weitere 4 Mio. Euro als zinsgünstige Darlehen. C-Runde ist für 2020/2021 geplant, um eine industrielle Massenproduktion von Antriebssträngen und die Unterstützung von OEM-Kundenprojekten voranzutreiben. Die C-Runde sollte um mindestens 15 bis 20 Millionen Euro steigen, zuzüglich zusätzlicher Zuschüsse und zinsgünstiger Darlehen.