artikel

VW’s MEB-platform: Toolbox voor elektrische auto’s

Techniek 5240

“Betaalbare elektromobiliteit voor miljoenen mensen, niet alleen voor miljonairs”. Met dat doel wil Volkswagen de komende 10 jaar 22 miljoen elektrische auto’s bouwen. Hoe? Met MEB. Die ‘Modulaire E-Antriebs Baukasten’ is een gereedschapskist waarmee het concern die auto’s heel efficiënt wil bouwen. Wat voor tools erin zitten? Dat presenteerde VW op het jongste Wiener Motoren Symposium.

MEB: twee E-machines

Twee belangrijke MEB-tools zijn de beide elektromachines. De hoofdaandrijving is een Permanent magneet Synchroon Motor (PSM) op de achteras (150 kW, 310 Nm). Voor meer power en 4WD kunnen MEB-voertuigen worden uitgerust met een tweede motor op de vooras.

Dat is een ASM, een Asynchrone Motor (75 kW en 151 Nm). Waarom twee verschillende motoren? Een ASM heeft geen permanente magneten in de rotor. Worden de rotorspoelen niet bekrachtigd, dan geeft zo’n motor vrijwel geen weerstand. Dat is belangrijk voor een motor die maar af en toe vermogen levert.

Exploded view van de Permanent Synchroonmotor zoals VW deze in de ID3 gebruikt.

Verder heet zo’n motor ‘asynchroon’ omdat de rotor een fractie langzamer draait dan het roterend magnetisch veld dat de statorwikkelingen opwekken. Die slip van 1 tot 3 procent gaat ten koste van het rendement. Niet zo erg als de ASM toch maar af en toe meedoet. Het rendement van de PSM is juist extra hoog omdat Volkswagen magneten gebruikt uit een neodymium legering.

Nadeel: neodymium is een zeldzaam aardmetaal. Beide motoren hebben een ééntraps transmissie (‘lifetime’ olievulling) en een eigen Power Inverter (PI). Die zet gelijkstroom uit de batterij om in driefase wisselstroom. Zowel de PI als de elektromachines zijn vloeistofgekoeld. Functies als ASR zijn in de PI geïntegreerd. Dat voorkomt vertraging door communicatie op de netwerkbus, zodat deze functies sneller reageren. MEB-auto’s werken met VW’s nieuwe E3-elektronische architectuur.

In plaats van zeventig computers met ieder hun eigen software telt die er maar drie. Ze draaien op VW’s eigen Operating System: vw.OS, dat Volkswagen makkelijk op afstand kan updaten.

Motorkarakteristiek

Motorkarakteristiek Volkswagen PSM

Het koppel- en vermogensverloop van Volkswagen’s PSM-motor. 

Een elektromotor heeft een heel andere karakteristiek dan een verbrandingsmotor. Zijn hoogste koppel levert hij bij 0 omwentelingen. Dat wordt afgevlakt om smeltende bedrading te voorkomen. De PSM op de MEB-achteras levert zijn hoogste vermogen zo tussen 5 en 8.000 toeren. Zijn maximum toerental is 16.000.

Omdat er geen koppeling is en slechts een ééntraps transmissie is het toerental recht evenredig met de snelheid. Bij de topsnelheid van 160 km/u draait de PSM zijn maximum toerental. Twee nullen weg op de horizontale as geeft dus de snelheid. Bij volgas tussen 50 en 80 gaat zo’n MEB-auto dus echt als de brandweer.

Schaalbare batterij

Volkswagen MEB ID3 Schaalbare BatterijIn de MEB-toolbox zit een lithium-ion hoogvoltage batterij. Die wordt in de autovloer geïntegreerd. Dat geeft een laag zwaartepunt en een bijna 50-50 massaverdeling over voor- en achteras. De batterij bestaat uit modules met ieder een reeks accucellen. Door meer of minder modules in te zetten is de batterij schaalbaar.

De batterij functioneert optimaal bij temperaturen tussen 25 en 35 °C en is daarom vloeistofgekoeld. Stroom, voltage en temperatuur worden per cel gemonitord. Opladen gaat via het stopcontact met maximaal 2,3 kW, met driefase wisselstroom met 11 kW of door snelladen via de CCS-aansluiting met maximaal 125 kW gelijkstroom. De techniek is al voorbereid op inductief laden.

En de oude batterijen?

Met Daimler, BMW en Ford bouwt VW onder de naam Ionity aan een infrastructuur van snellaadstations. Uiterlijk in 2020 moeten er 400 langs de EU-hoofdwegen staan. VW ziet ook toepassingsmogelijkheden voor flexibele snellaadzuilen. Dat zijn powerbanks waarin afgeschreven batterijen een tweede leven leiden.

Voldoen oude batterijen ook niet meer voor dit type toepassingen, dan moeten ze gerecycled worden. “Ook daar werken we aan”, zegt VW. Bij de motorenfabriek in Salzgitter (waar nu ook rotors en stators worden gebouwd) komt een batterijrecyclingfabriek. Schaarse grondstoffen als nikkel, kobalt, lithium en mangaan worden er teruggewonnen, net als staal, aluminium en koper.

Vanaf 2020 is de fabriek klaar om 1.200 ton aan oude batterijen te verwerken. Dat zijn de batterijen van nog geen 3.000 auto’s. Niet echt veel. Maar de capaciteit wordt geleidelijk uitgebreid. Pas eind jaren 20 verwacht VW veel grotere aantallen te moeten recyclen.

Mega-ombouw

Na dieselgate gooide Volkswagen het roer drastisch om. De cijfers bij die koerswijziging zijn indrukwekkend. Tot 2023 € 44 miljard investering in digitalisering, mobiliteitsdiensten en duurzame elektroaandrijving. Dat moet de komende tien jaar 22 miljoen auto’s opleveren op het MEB-platform.

De VW-fabriek in Zwickau speelt een voortrekkersrol. Worden daar nu jaarlijks nog zo’n 250.000 Golfs gebouwd (en bodies voor de Bentley Bentayga en Lamborghini Urus), dat gaat veranderen. Zwickau wordt omgebouwd voor productie van alleen nog elektrische auto’s. Dit najaar start de productie van de eerste MEB-auto, de ID.3.

Vanaf 2022 moeten er 330.000 MEB-auto’s per jaar worden gebouwd. “Klimaatneutraal!”, belooft VW. De fabrieken in Emden en Hannover volgen, net als twee Chinese VW-fabrieken.

ID.3: de eerste van een nieuwe familie

Volkswagen ID.3, eerste lid van een nieuwe familieOp basis van het MEB-platform wordt een hele autofamilie gebouwd. De naam is ID. en de eerste telg heet ID.3. Die auto heeft de buitenafmetingen van een VW Golf, maar is binnen even ruim als een Passat, claimt Volkswagen. Dat dankt de ID.3 aan zijn kleine overhang en daarmee zijn grote wielbasis.

De ID.3 gaat eind dit jaar in productie in Zwickau. Voor € 1.000 reserveer je er een op Volkswagen.nl. Je krijgt je ID.3 1st dan ergens in de loop van volgend jaar geleverd. Oh, en waarom de eerste auto uit de ID.-reeks ‘3’ heet? Omdat deze auto de derde wordt die Volkswagen in een hele nieuwe richting stuurt. De eerste twee? De Kever en de Golf.

Reageer op dit artikel