Sponsored: Mobilität – ein Blick in die Zukunft der Elektroautos
Das Entwicklungstempo ist atemberaubend: Kaum eine Branche ist derzeit so reich an Innovationen wie die Automobilindustrie. Die Zeichen stehen auf Zukunft.
Wenn es um den Stand der Industrie geht, dann beginnt kaum ein Artikel aus den Ressorts Wirtschaft, Politik oder Auto ohne die Worte Wandel, Herausforderungen, China und verpassten Anschluss.
Doch stimmt das überhaupt? Wie steht es um den Innovationsgeist einer Branche, die für Europa jahrzehntelang als wohlstandsfördernd und Wachstumsanker galt?
Das Innovationstempo ist höher denn je
Fakt ist, dass die Automobilindustrie eine revolutionäre Transformation durchläuft. Das liegt aber nicht nur daran, dass man eine neue Technologie auf den Markt bringen muss, sondern gleich mehrere.
Konnten die Kunden früher zwischen Otto- oder Dieselmotor wählen, sind es heute gleich diverse Optionen: Die Verbrenner, die Verbrenner in Kombination mit einem Hybrid-Antrieb, vielleicht sogar als Plugin-Hybrid, oder eben gar rein elektrisch.
So werden aus zwei Varianten mancherorts sieben. Und der Kunde kauft am Ende weiterhin nur ein Auto. Der Innovationsdruck ist also allein schon aus Entwicklungskostensicht erklärbar.
Eine gemeinsame Basis ist oft ein schlechter Kompromiss
Der Weg, die Kosten gering zu halten, indem man für alle Varianten auf eine technische Basis vertraut, wurde von den allermeisten Herstellern bereits verworfen. Zu gross die Kompromisse, zu gering die einzelnen spezifischen Technik-Vorteile auszuarbeiten.
Denn nicht nur bei den Motoren unterscheiden sich Verbrenner- und Elektro-Modelle grundlegend, in der umgebenden Peripherie gibt es noch viel grössere Unterschiede.
Massgeschneiderte Plattformen nutzen die Vorteile optimal aus
Die Architektur von Elektrofahrzeugen etwa wird durch den Wegfall konventioneller Motorenkomponenten völlig neu definiert. Sie ermöglicht völlig neue Raumkonzepte und eine optimierte Raumnutzung.
Die Integration der Batterie in die Fahrzeugstruktur, bekannt als Cell-to-Pack und Cell-to-Chassis, verbessert nicht nur die Gewichtsverteilung, sondern erhöht auch die strukturelle Sicherheit der Fahrzeuge. Im Falle eines Unfalls reduziert die geringere Intrusion von Aggregaten das Risiko von Verletzungen erheblich.
Im Innenraum wird das durch einen durchgehend flachen Fussboden ebenso sicht- wie nutzbar, wie durch den oftmals verfügbaren grosszügigen Kofferraum unter der einstigen Motorhaube. Denn die kompakten elektrischen Antriebsmotoren sitzen nun tief im Inneren an den Achsen versteckt.
Mehr Komfort, weniger Gewicht und grösserer Fahrspass durch Leichtbau
Mehr aus der Not heraus, denn als Tugend geboren, ist ein weiterer grosser Innovationsschritt, den die Transition hin zur Elektromobilität gebracht hat: Exzessiver Leichtbau. Durch die gewichtigen Batteriespeicher muss zwangsläufig an anderer Stelle eine Diät greifen.
Gekoppelt mit dem Umstand, dass man durchaus gewohnte Karosserie-Strukturen umgekrempelt hat, sind bei vielen Herstellern wegweisende neue Fertigungstechniken im Einsatz.
Diese tragen durch grosszügige Verwendung leichter Materialien wie Aluminium und Verbundwerkstoffe dazu bei, nicht nur das Gesamtgewicht der Fahrzeuge zu reduzieren, sondern im gleichen Zug auch Fahrdynamik und Fahrkomfort gleichermassen zu erhöhen.
Am Herzstück sind die grössten Fortschritte messbar: die Batterietechnologien
Moderne Elektrofahrzeuge profitieren enorm von bahnbrechenden Verbesserungen in der Batterietechnologie. Die Entwicklung neuer Materialien wie Nickel-Mangan-Cobalt (NCM), immer neue Mischungen mit mehr Nickel und mehr Silizium, oder gar Natrium-Batterien führt zu Batterien, die nicht nur kosteneffizienter und leistungsfähiger, sondern auch noch umweltfreundlicher sind.
Diese neuen Materialien ermöglichen es, Batterien mit immer höheren C-Raten zu produzieren. Die C-Rate steht dafür, mit welchem Vielfachen der Kapazität eine Batterie geladen werden kann. Ein C steht dafür, dass eine 50 kWh-Batterie mit 50 kW geladen werden kann, also theoretisch in einer Stunde voll ist.
Dies entspricht bei Kleinwagen und in der Kompaktklasse heute häufig noch zum Stand der Technik. Allerdings werden in der Oberklasse bereits Akkus verbaut, die mit 5C geladen werden können: Eine 100 kWh-Batterie folglich mit 500 kW und einer Ladezeit von nur mehr zwölf Minuten.
Durch diese Tempo-Fortschritte rückt die reine Kapazitätserhöhung – also ein «grösserer E-Tank» – in den Hintergrund, während die Schnellladefähigkeit in den Vordergrund treten.
Leiser und weiter dank cleverer Aerodynamik
Trotz aller Batterie-Fortschritte ist eines noch immer im Fokus der Entwickler: Ein möglichst sparsamer Umgang mit der gebunkerten Energie. Und dazu zählt in erste Linie das Vermeiden von Widerständen, sei es in der Elektrik selbst durch immer weiter verbesserte Motoren, aber auch in Sachen «Umgebung». Denn auch der Luftwiderstand ist ein bedeutender Faktor, wenn es um die Reichweitenoptimierung geht.
Nicht nur ein radikales Umdenken in der Stilistik der E-Autos, sondern auch ständige Verbesserungen bei der Strömungssimulation in der Entwicklung führen zu immer neuen Rekorden bei der Aerodynamik.
Die Fortschritte hier wirken sogar gleich doppelt: Zum einen erhöht ein geringerer Luftwiderstand die Reichweite, zum anderen minimiert er Windgeräusche. Gemeinsam mit dem fehlenden Antriebslärm des Verbrennungsmotors erhöht das den Fahrkomfort deutlich und hebt das Fahrerlebnis in einem Elektroauto auf ein gänzlich anderes Level.
Für Technik-Fans ist der Wechsel auf Strom ein Leckerbissen
Im Überblick zeigt sich schnell, dass das Elektroauto mehr ist, als nur ein Batterie-Skateboard mit vier Reifen. Die Entwicklung der neuen Fahrzeuggenerationen bringt den Ingenieuren und Technikern weit mehr Freiheitsgrade als je zuvor.
Entsprechend innovativ sind die neuen Fahrzeuge und entsprechend gross die Entwicklungssprünge. Wer also ein Herz für Technik hat, der kommt beim aktuellen Wandel der Antriebe voll auf seine Kosten.
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