Seit 2000 gibt es bei Ford den e-Ka ein Proto­typ  eines "elektri­fi­zierten" Ford Ka. Ange­trieben wird diese Version von einer neuen Genera­tion von Lithium-Ionen-High-Tech-Batterien. Ford ist der erste Auto­mobil­her­steller, der ein Elektro­fahr­zeug mit diesen Batterien in An­griff nimmt. Der e-Ka verfügt über die Lei­stungs­charak­teristik eines Fahr­zeugs mit Ver­bren­nungs­motor und hat dank der Lithium-Ionen-Bat­terien der zweiten Gene­ration einen Aktion­sradius von 150 Kilometern. Dabei verfügt er nicht nur über den Vorteil der Null­emissionen von Fahr­zeugen mit Elektro­an­trieb, sondern überwindet auch zahlreiche der bisher mit diesem Antriebs­konzept verbundenen Nachteile.

Dieses Fahrzeug ist ein Prototyp.  Es kann nicht gekauft werden!

Der e-Ka ist im Ford Forschungs­zentrum in Aachen (FFA) entwickelt worden, um die Fähig­keiten der neuen "dedi­zierten Soft Lithium- Ionen-Bat­terien" zu demon­strieren, die mit Wasser gekühlt werden. Auf der Basis des Ford Ka, der für sein futur­istisches Aussen- und Innen­design bekannt ist, wurde die Karos­serie des e-Ka um 45 Kilo­gramm abgespeckt, um die Lei­stung des Elektro­antriebs verbes­sern zu können.

       
Das Lithium-Ionen-Bat­terie­paket (Gesamt­gewicht 280 kg) ist rund 70% leichter als vergleichbare Blei­bat­terien. Der e-Ka ist deshalb in 12,7 Sekunden von 0 auf 100 km/h (von 0 auf 50 km/h in 3,9 Sekunden) und erreicht eine Spitzen­ge­schwin­digkeit von 130 km/h. Bei einer kon­stanten Fahr­geschwin­digkeit von 80 km/h könnte der  e-Ka eine Distanz von 200 Kilo­metern zu­rück­legen, bevor die Bat­terie wieder auf­ge­laden werden muss.

Ein be­son­derer Vor­teil der Lithium-Ionen-Bat­terie ist ihre To­ler­anz gegen­über hohen Lade­strömen. Der  e-Ka kann bei voll­ständig leerer Batterie inner­halb von sechs Stunden wieder aufge­laden werden. Im Gegen­satz zu anderen Bat­terien ist der Lithium-Ionen-Akku unem­pfindlich gegen­über dem so genannten "Memory"-Effekt und behält seine volle Lade­kapa­zität auch nach längerem Einsatz. Das bord­eigene Ladegerät sorgt dafür, dass die Batterie nach kompletter Ent­ladung bereits nach sechs Stunden an der Steck­dose wieder über ihre volle Leistung verfügt. Das Batteriepaket für den Ford e-Ka besteht aus insgesamt 180 Zellen, die auf drei separate "Batteriewannen" aufgeteilt werden. Eine Wanne befindet sich im Motorraum, die beiden anderen direkt vor und hinter der Hinterachse. Das gesamte Lithium-Ionen-Batteriepaket wiegt nur 280 Kilogramm, das sind 70% weniger als die herkömmlichen Bleibatterien. Die Batteriewannen sind in Module unterteilt, von denen jedes jeweils sechs Lithium-Ionen-Zellen enthält. 

Ein bordeigenes Batterie­management-System (BMS) überwacht permanent jedes der 30 Module während der Fahrt und während des Auflade­vorgangs. Die Zellen­spannung, der Batterielade­status und die Betriebs­temperatur des Batterie­moduls werden überprüft und die ermittelten Daten über das bord- eigene Kommuni­kations­netz (CAN-Datenbus) zum zentralen Steuer­gerät (Vehicle System Controller - VSC) übertragen. Der Stromfluss der Batterie wird im Falle eines Unfalls oder nach Ausschalten des Systems automatisch unterbrochen. Der e-Ka ist mit Crash-Sensoren ausgestattet, die im Falle eines Falles die Strom­ver­sorgung sofort unterbrechen. Der e-Ka verfügt darüber hinaus über zwei unabhängige Kühlsysteme, um eine Überhitzung zu vermeiden. Das erste System ist für den Antrieb zuständig (bestehend aus Elektro­motor, Getriebe und Differential), das zweite System kühlt die Lithium-Ionen- Batterien. Die drei Batterie­wannen im System sind vollständig hermetisch abgeschlossen.

Der e-Ka verfügt über die gleichen dynamischen Fahr­eigen­schaften, für die der Ka mit Ver­bren­nungs­motor so hoch gelobt wird. Um dies auch mit dem schwereren e-Ka zu erreichen, haben die Ford-Ingenieure das Fahrzeug mit einer elektrischen Servo­lenkung aus­ge­stattet (Electric Power Assisted Steering - EPAS). EPAS verfügt über Sensoren, die das Dreh­moment und die jeweilige Position des Lenk­rads auf­nehmen können. Diese Daten werden kon­tinuierlich an ein elektro­nisches Modul übertragen, das die exakte Stärke der elektr­ischen Lenk­hilfe berechnet. Die Vorteile des EPAS-Systems im Vergleich zur herkömmlichen hydrau­lischen Servo­lenkung bestehen in seiner kompakten Konstruktion, seinem geringen Gewicht und seinen Umweltvorteilen. Der e-Ka wurde ebenfalls mit einem elektrischen Bremskraftverstärker und ABS ausgestattet.

Speziell für den Ford e-Ka ist ein elektronisches Steuer­gerät entwickelt worden (VSC = Vehicle System Controller), das für die optimale Funktion des Batterie­ladegeräts, der Batterie selbst und des Elektro­motors sorgt. Im Ergebnis bewirkt diese Elektronik, dass der e-Ka trotz seiner futuri­stischen Technik gefahren werden kann wie ein ganz "normales" Fahrzeug mit Verbrennungs­motor. Die selektive Verwendung von Aluminium und Aluminium-Verbund­werk­stoffen hat den e-Ka zu einem leichten Fahrzeug gemacht, ohne dass deshalb bei Festig­keit oder Fahr­verhalten Kompromisse erforderlich wurden. Ein Verbund­werkstoff mit der Bezeichnung Hylite®, der aus einer Alumi­nium- Poly­propy­len-Sand­wich­kon­struktion besteht, wird für das Dach (Gewichtseinsparung: 5,5 kg) und die Motorhaube (- 5,3 kg) eingesetzt. Die Gewichts­einsparung insgesamt beträgt 45 Kilo­gramm. Hylite ist fast 65 Prozent leichter als Aluminium oder Stahl mit vergleichbarer Steifig­keit. Gewicht konnte darüber hinaus durch die Verwendung von Aluminium für die Hinter­achse (- 12 kg), die Felgen (- 12 kg) und die Bremsen (- 10 kg) reduziert werden. Der e-Ka erhält zudem Reifen mit geringem Rollwiderstand, was ebenfalls zur Reichweiten­maximierung des Fahr­zeugs beiträgt. 

Technische Daten

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Fotos

Quelle: Ford