1980 Ford F150 E-Conversion

So manchem Oldtimer-Liebhaber werden vermutlich die Haare zu Berge stehen. Einem gut erhaltenen klassischen Oldtimer wie den Ford F-150 in der siebten Generation, seinen 5 Liter V8-Motor aus dem Leib zu reißen, das Getriebe und den Tank zu entfernen und anstelle dessen einen Elektromotor und eine riesige Li-Ionen-Batterie einzubauen.

 

Für andere übt es einen ganz besonderen Reiz aus, die alte Technik in Oldtimern mit dem Antrieb der Zukunft zu verschmelzen. Die „Stinker“ von seinerzeit bekommen sozusagen eine zweite Chance, ein „2nd Life“ und reinkarnieren mittels modernster Technik zum emissionsfreien „Retrostar“.

 

Thomas Kropsch, Inhaber der Firma N.E.S aus Frankenmarkt, hat sich dieses ungewöhnliche Umrüst-Projekt in den Kopf gesetzt und uns mit der Ausführung beauftragt.

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Ablauf des Umbaus

 

Phase 1 – Planung und Berechnung:

Besonders wichtig beim Umbau auf Elektroantrieb ist, dass am Ende das höchst zulässige Gesamtgewicht nicht überschritten werden darf wird. Auch muss das Verhältnis zwischen Eigengewicht und zulässigem Gesamtgewicht stimmen. Um dies zu beurteilen, hat ein Gutachter die Achsdrücke vermessen. Ziel ist es, das zulässige Gesamtgewicht auf keinen Fall zu überschreiten. Des weiteren soll auch die zulässige Zuladung nicht auf Kosten des Eigengewichts reduziert werden. Das Auto soll ja nach wie vor als Pick-Up genutzt werden. Das Belastungsverhältnis der Achsen sowie die absoluten Maximalwerte der Achsdrücke dürfen nach dem Umbau nicht verändert bzw. überschritten sein. Jetzt geht es ans Rechnen und Wiegen: Das Eigengewicht abzüglich aller auszubauenden Teile plus die neuen Teile (Motor, OBC, DCDC) ergeben das maximale Gewicht der Batterie. Je mehr Gewichtsdifferenz überbleibt, desto größer kann die Batterie ausfallen und damit die Reichweite. Schlussendlich müssen die neuen Teile so positioniert werden, dass das Achsdruckverhältnis (vorne/hinten) wieder stimmt.

Phase 2 – Entfernung der Verbrennerkomponenten:

Der originale V8-Motor wurde ausgebaut und das Auto von allen unnötigen Komponenten und Altlasten befreit (Auspuffanlage, Tankanlage, Getriebe, Servolenkung, etc…). Lediglich die Lichtanlage blieb original und wurde auf die in Österreich geletenden Standards angepasst.

Phase 3 – Vorbereitung für E–Antrieb

Auch Elektrofahrzeuge wollen gekühlt werden, darum haben wir ein Kühlsystem angefertigt welches nun mit einer elektrischen Hochleistungspumpe den Motor und den Controller kühlt. Das Warmwasser wird wiederrum in das bestehende Heizsystem für den Innenraum eingebunden. Die bestehende Bremsanlage blieb unverändert es wurde lediglich durch eine elektrische Unterdruckpumpe erweitert welche mit einer Drucksteuerung die Bremskraftverstärkung gewährleistet. Um die Servolenkung auch ohne Riemengetriebene Pumpe wieder zu reaktivieren, wurde eine schrittmotorgesteuerte Lenksäule an das Fahrzeug angepasst und installiert. Die 12V-Verkabelung wurde kaum verändert, jedoch erweitert. Der DCDC Wandler sowie die zusätzlichen elektrischen Pumpen und die elektrische Servolenkung wurden eingebunden. Die Lichtanlage arbeitet weiter wie bisher weil sie auch bei einem Ausfall der 400 Volt Traktionsbatterie trotzdem funktionieren muss. Dafür wurde eine kleine 12V Li-Ionen-Batterie installiert. Großen Wert haben wir daraufgelegt, die Anzeigeinstrumente und Bedienelemente im Inneren des Fahrzeuges im originalen Zustand zu belassen. Die Ansteuerung der alten amerikanischen Anzeigen war zwar nicht ganz einfach, aber mit ein wenig Tüftelei konnten wir die einzelnen Elemente des Cockpits so weit bringen, dass sie die Daten der Batterie und des Motor-Controller-CAN-Bus anzeigen.

Phase 4 – Anpassung und Installation der Elektro Komponenten

Der On Board Charger wurde im hinteren Teil des Fahrzeuges anstelle des Tanks in der Nähe des vorderen Tankdeckels platziert. Das hat mehrere Vorteile, in Bezug auf den verfügbaren Platz, die Gewichtsverteilung und die AC-Verkabelung. Der Ladenschluss wurde in der bestehenden Tankklappe positioniert. Der Motorflansch inklusive seiner Position im Auto wurde fachmännisch mit einem 3D-Messarm vermessen und die Flansche anschließend aus 10mm starken Stahlplatten mittels Laser geschnitten. Sämtliche Verschraubungen wurden mit hochfesten 10.9 Verschraubungen ausgeführt. Der Motorcontroller wurde nahe am Motor eingebaut um die Hochvolt AC Verkabelung kurz zuhalten. Die Kardanwelle stammt aus einem Mercedes Sprinter inkl. dazugehöriger Hardyscheibe und wurde mit einem Mittellager an die originale Hinterachse des Fords adaptiert. Alle angefertigten Bauteile wurden farblich abgestimmt zum Fahrzeug pulverbeschichtet.

Phase 5 – Anfertigung der Batterietröge

Die Batterietröge wurden in Eigenregie angefertigt und im Fahrzeug auf Maschinenlagerböcken montiert um zu gewährleisten dass im Falle eines Unfalls sich bei einem Rahmenverzug die Batterietröge nicht verformen können. Die Batterien stammen von einem VW ID4 da diese bereits über eine Zulassung verfügen. Die Montage erfolgte über eigens angerfertigte Aluminium Frästeile welche so geformt wurden dass alle Hochvolt Komponenten genügend Abstand zum Gehäuse haben und ausreichend Platz für die Verkabelung vorhanden ist. Die Batterien verfügen über eine Gesamtleistung von 60 kw/h was eine Reichweite von ca. 350 Kilometer ermöglichen soll.

Phase 6 – Endmontage, Programmierung, Testfahrten

Nach Einbau aller Komponenten wurde noch alle im Elektrofahrzeugbereich notwendigen sicherheitsrelevanten Systeme geprüft, Potentiale gemessen, und die komplette Hochvoltverkabelung mehrfach überprüft. Strom an! Nach einigen Softwaretechnischen Anpassungen starteten die ersten Probefahrten welche sehr positiv verliefen. Der 150 PS starke Elektroantrieb ist wie maßgeschneidert für das Fahrzeug, ermöglicht ein rasches Beschleunigen und durch das Rekuperieren des Motors muss wenig gebremst werden. Das Fahrgefühl ist immer noch das selbe wie mit dem ursprünglichen 5 Liter Hubraum V8 Motor.