Technologie

QUANT 48VOLT – E-Mobilität weiter denken

Von außen wirkt der QUANT 48VOLT wie ein gediegener Sportwagen im klassischen 2+2 GT-Format. Nur, dass hier weder ein Acht- noch 12-Zylinder grummelt und röhrt, sondern ein hochmoderner nanoFlowcell®-Elektroantrieb flüsterleise sein Werk tut und den über zwei Tonnen schweren Boliden in rund 2.4 Sekunden aus dem Ruhemodus auf Tempo 100 sprinten lässt. Das ist absolutes Sportwagen-Niveau.

Hochgeschwindigkeits-Stunts mit 300 km/h und Drifts á la The Fast and the Furious sind aber der Rennstrecke vorbehalten. Im wahren Leben rauscht der QUANT 48VOLT auf seinen Testfahrten entspannt über die Schweizer Landstraßen und lässt lediglich das frische Herbstlaub hochwirbeln und verdreht dabei maximal die Köpfe einiger Passanten.

Wer bei einem Raststopp der Testfahrer Gelegenheit hat, einen Blick in das Wageninnere zu werfen, wird schnell feststellen, dass es sich beim QUANT 48VOLT nicht um einen herkömmlichen Sportwagen handelt. Dass er vollelektrisch fährt ist zu vermuten. Was man von außen nicht erkennen kann, ist die Tatsache, dass der QUANT 48VOLT nicht von einer sonst in Elektrofahrzeugen obligatorischen Batterie angetrieben wird. Stattdessen ist es modernste Flußzellen-Energietechnologie, die der Sportlimousine zu Höchstleistungen verhilft.

Ursprünglich wurde der QUANT als Hochvolt-Elektroauto entworfen. Seit 2018 fährt er – ebenso wie der QUANTiNO 48VOLT – mit einem nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantrieb. Weltweit einmalig in einem straßenzugelassenen Fahrzeug.

„Wir wollten einen Elektroantrieb entwickeln, der kompromisslos ist,“ sagt Nunzio La Vecchia, CEO der nanoFlowcell Holdings und Entwickler der nanoFlowcell®. „Die Energie unserer nanoFlowcell® Flußzelle ist uneingeschränkt umwelt- und gesundheitsverträglich. Da unsere Flußzelle im Bereich bis 48 Volt arbeitet, war es nur konsequent einen komplementären Elektroantrieb zu entwickeln, der ebenfalls im Niedervoltbereich arbeitet. Der Vorteil ist, dass der nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantrieb im Gegensatz zu einem Hochvoltelektroantrieb nicht nur eigensicher, sondern berührungssicher ausgelegt ist.“

"Eines der komplexesten Automobil-Projekte der Gegenwart"

Aus dem Mund des Chef-Entwicklers des QUANT 48VOLT klingt dies einfach und logisch. Doch die Entwicklung des nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantriebs ist eines der komplexesten Automobil-Projekte der Gegenwart. Jeder Entwicklungsschritt des nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantriebs ist eine Innovation für sich. Kein einziges Bauteil ist von der Stange. Niedervolt-Elektromotoren, nanoFlowcell® Flußzelle und das bi-ION® Elektrolyt sind einzigartige Technologien.

Bei der Entwicklung des nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantriebs konnten die Entwickler nicht auf Baukastenteile aus dem Angebot der Automobilzulieferindustrie zugreifen. Es gibt kein ausreichendes Angebot an Niedervoltkomponenten. Jedes Bauteil für den nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantrieb musste in zeitintensiver Entwicklungsarbeit individuell entworfen, geprüft und gefertigt werden. Selbst die Leistungselektronik für die Elektromotoren konnte nicht aus einem Standard heraus entwickelt werden, wie allgemein üblich in der Industrie, sondern musste dediziert für den nanoFlowcell® 48VOLT Niedervoltantrieb programmiert werden. Zusätzlich konnte die Leistungselektronik baulich minimiert werden, sodass diese nun im Motorengehäuses Platz findet. Ein immenser zusätzlicher Arbeitsaufwand, den Hersteller scheuen.

Der Entwicklungserfolg gibt dem Perfektionsstreben der NFC-Ingenieuren recht. Der nanoFlowcell® 48VOLT Niedervolt-Elektroantrieb im QUANT 48VOLT mit seiner maximalen Systemleistung von 560kW (vier 140kW Elektromotoren – einer an jedem Rad) steht selbst in puncto Leistung seinen Hochvoltpendants in nichts nach. Ganz im Gegenteil. Denn im QUANT ereilt dem Fahrer bei Beschleunigungs- oder Hochgeschwindigkeitsfahrten kein plötzlicher Leistungseinbruch in der Energieversorgung wegen Überhitzung oder zu hoher Beanspruchung. Die nanoFlowcell® im QUANT 48VOLT arbeitet mit sechs Membranen und obschon ihrer größeren Membranoberfläche* und höheren Leistung*, arbeitet sie unter Realbedingungen ausdauernd und uneingeschränkt zuverlässig.

(*) Im Vergleich zu der nanoFlowcell® im QUANTiNO 48VOLT

Der QUANT 48VOLT verfügt als einziges Elektrofahrzeug in seiner Klasse über einen Allradantrieb mit vier unabhängigen Motoren. Sowohl bei der ursprünglichen Hochvoltvariante – dem QUANT E – wie auch bei der jetzigen Niedervoltausführung ist es den NFC-Entwicklungsingenieuren als bislang einzigen gelungen, vier Elektromotoren unabhängige anzusteuern, ohne dabei die funktionale Sicherheit des Fahrzeugs zu kompromittieren.

„Der QUANT 48VOLT wurde als Technologieträger konzipiert, um Aufmerksamkeit innerhalb der Industrie für unsere innovativen E-Technologien zu generieren,“ erklärt La Vecchia. „Wir wollen mit dem QUANT auch demonstrieren, dass die nanoFlowcell® Flußzelle regeltechnisch steuerbar sowie nahezu beliebig skalierbar ist und somit ein breites Anwendungsspektrum abdecken kann, ohne dabei Kompromisse eingehen zu müssen.“

Im Gegensatz zu der ein-membran nanoFlowcell® im QUANTiNO, arbeitet die nanoFlowcell® im QUANT mit sechs Membranen. Es wurden auch anderer Membran-Bestückungen getestet. Doch seit es den Entwicklern gelungen ist, die Oberfläche der einzelnen Membrane zu vergrößern, ohne die Abmessungen zu verändern, kann die nanoFlowcell® Flußzelle nun mehr bi-ION® Elektrolyt entladen, ohne dass die Anzahl der Stacks erhöht wird.

"QUANT 48VOLT ist eine Fahrzeug-Innovation ohne gleichen"

„Neben der nanoFlowcell® - dem on-board Energiewandler - gibt es verschiedene technische Details, die mit dem QUANT weltweit erstmals in einem straßenzugelassenen Fahrzeug umgesetzt wurden: Niedervoltelektromotoren mit Mehrphasentechnologie und einem neuartigen Stator-Cage ohne Kupferwicklungen, kapazitive Touchpanels unter Echtholz, intermittierende LED-Blinker, ein 125cm breites LCD-Display als virtuelles Cockpit, und Einiges mehr,“ erklärt La Vecchia. „Ergebnisse einer intensiven Applikationsforschung und technischen Neugier unserer Ingenieure.“

Er fügt betonen hinzu: „Für uns in der Entwicklung stellte sich jedoch nicht die Frage nach noch einem Supersportwagen – davon hat die Welt weiß Gott genug. Uns interessierte vielmehr, wie wir regenerative Energien mobil, universell verwendbar und jederzeit verfügbar machen können. Mit der nanoFlowcell® ist dies möglich. Sie ist eine stille Energie-Revolution: Umweltgerecht, gesundheitlich unbedenklich und zudem unpolitisch und sozialverträglich. Mit einer herkömmlichen am Markt erhältlichen Batterie könnte der QUANT innerhalb weniger Monate in Produktion gehen. Im Gegensatz dazu ist die nanoFlowcell® jedoch keine herkömmliche Batterie, sondern eine hochmoderne Flußzelle, die mit speziellen von uns entwickelten Elektrolyten betankt wird. Im Labor ist der Herstellungsprozess stabil. Die Menge reicht jedoch nicht, um einen größeren Fuhrpark mobil zu halten. Daher mussten wir zunächst industrielle Fertigungsprozesse entwickeln, um das bi-ION® Elektrolyt in ausreichenden Volumen herstellen zu können. Da es nichts Vergleichbares am Markt gibt und nur wenige Spezialisten das Wissen für die benötigten Industriearmaturen und -prozesse mitbringen, wurden viele dieser Entwicklung ebenfalls in Eigenleistung erbracht. Das kostet uns viel Zeit.“

Das Unternehmen wird zunächst eine eigene bi-ION® Elektrolyt-Produktion aufbauen, um den anfänglichen Bedarf an bi-ION® Energie decken zu können. Dies soll der nanoFlowcell® Technologie zu einem Schnellstart am Markt verhelfen und die Entwicklung ausgewählter Applikationen forcieren.