Gegen den Energieverbrauch: Autohersteller arbeiten an zahlreichen Anpassungen. Bild: Benz AG / dpa-tmn-Bilder
Wenn die Klimaanlage funktioniert, das Fahrzeug gut aussieht und die Batterie funktionieren muss, braucht das Elektroauto richtig Strom. Oh? Die Hersteller führen eine Anpassung ein, um den Energiebedarf zu verlangsamen.
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Schneller, stärker, komfortabler: Auch der E-Auto-Markt ist umkämpft. Aller Luxus hat tendenziell zu einem steigenden Energieverbrauch geführt. Ein Trend, dem Hersteller nun den Kampf ansagen wollen.
Mercedes hat Anfang des Jahres mit der Studie EQXX Vision gezeigt, dass ein Verbrauch von weniger als 10 kWh auf 100 Kilometer möglich ist. Bei einem Langstreckenfahrtest benötigte das Konzeptfahrzeug 8,7 kWh auf 100 Kilometer, schaffte also mit einer Batterieladung mehr als 1000 Kilometer. Zum Vergleich: Ein kompakter VW ID.3 verbraucht nach dem WLTP-Messverfahren im Schnitt mindestens 14,9 kWh/100 km, ein BMW i3 15,3 kWh/100 km. Bei Klimaanlagenbetrieb im Sommer oder Heizung im Winter übersteigt der Verbrauch schnell 20 kWh.
Das Concept Car Mercedes Vision EQXX ist strömungsoptimiert, so dass der Luftwiderstandsbeiwert 0,17 beträgt (Luftwiderstandsmessung: je kleiner desto besser). Bild: Mercedes-Benz AG / dpa-tmn-Bilder
Der Clou beim Mercedes EQXX: eine besonders aerodynamische Karosserie. Ein Fahrzeug verwendet 62 Prozent seiner Energie, um die Straßenluft zu reinigen. 20 Prozent der Energie gehen in die Reifen und nur 18 Prozent ins Gewicht. „Wenn es um den Energieverbrauch geht, ist es wichtig, zuerst die Aerodynamik zu verbessern, dann das Gewicht und schließlich die Reifen. Erst dann folgen der Elektromotor und die Batterie“, erklärt Malte Sievers, Entwicklungsingenieur bei Mercedes.
Tropfenförmige Körper reduzieren den Verbrauch
Die Ingenieure stellten das Konzeptfahrzeug im Windkanal auf einen Wert von nur 0,17 cW (ein Maß für den Luftwiderstand) ein, bis sich keine weiteren Verbesserungen mehr erzielen ließen, aber einige Details können aus produktionstechnischen Gründen nicht in einem Serienfahrzeug umgesetzt werden.
Ähnlich wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor sorgen eine kleinere Frontfläche und eine aerodynamische Karosserie für einen niedrigen Luftwiderstandsbeiwert und damit für einen geringeren Kraftstoffverbrauch. „Tränenförmige Karosserien mit nach hinten fallendem Dach wie das Tesla Model Y oder der Mercedes EQXX sind sehr effizient“, sagt Haydar Mecit, Professor für Urbane Energie- und Mobilitätssysteme am Institut für Elektromobilität der Universität Bochum .
Die Luxuslimousine Mercedes EQS hält mit einem cW-Wert von 0,20 den Rekord für niedrigen Luftwiderstand unter den Serienfahrzeugen.
Daher werden flüssige Formen zu einem Trend, um den Verbrauch zu reduzieren. Zur aerodynamischen Effizienz gehört auch das Design der Räder. „Geschlossene Räder minimieren optisch Turbulenzen und damit den Kraftstoffverbrauch“, sagt er. Hersteller setzen auf spezielle Reifenmischungen, um mit möglichst geringem Widerstand für mehr Reichweite zu rollen.
Akku und Körper: Leichte Gewichte brauchen in der Regel weniger Saft
„Je leichter das Fahrzeug ist, desto weniger kinetische Energie muss es beim Fahren aufwenden“, sagt Mecit. Neben leichterem Stahl oder dem Einsatz von Aluminium liegt das größte Potenzial in der Batterie.
Die Batterien moderner Elektrofahrzeuge wiegen durchschnittlich 700 Kilogramm. „In den nächsten fünf Jahren wird die Energiedichte weiter steigen und das Gewicht der Batterie voraussichtlich um 20 bis 30 Prozent sinken“, sagt Mecit.
Zusätzliches Einsparpotenzial: Der Einsatz von Siliziumkarbid in Chips, einer Verbindung aus Silizium (Si) und Kohlenstoff (C), reduziert die Verluste bei hohen Betriebsspannungen. Bei bisherigen Elektrofahrzeugen gingen 90 Prozent der Energie ans Rad, beim Mercedes EQXX etwa 95 Prozent. Fünf Prozent mehr Effizienz bedeuten mehr Reichweite oder eine kleinere, leichtere Batterie. Die Lithium-Ionen-Batterie verfügt künftig über flüssige Elektrolyte und liefert damit 20 Prozent mehr Leistung wie im EQXX.
Alle Einstellschrauben werden gedreht
Der Nachfolger des VW ID.3 soll ein paar Prozent weniger verbrauchen als das aktuelle Modell. Auch das Design der Reifen hilft beim Stromsparen. Bild: VW
Jens Obernolte leitet das Power- und Gewichtsmanagement bei Volkswagen und ist verantwortlich für den Stromverbrauch in der VW-ID-Reihe. Um den Verbrauch weiter zu senken, nehmen er und sein Team viele Stellschrauben vor. Beim Nachfolger des aktuellen ID.3 strebt Volkswagen eine Gewichtsersparnis von rund fünf Prozent und eine Verbrauchsreduzierung von bis zu 20 Prozent an.
Dies soll unter anderem durch Effizienzsteigerungen bei Antriebsstrang, Aerodynamik, Thermomanagement, Bremssystem und Energierückgewinnung möglich sein. „Einsparungen erzielen wir durch viele kleine Änderungen am Fahrzeug im Allgemeinen und nicht nur durch die Effizienzsteigerung eines Bauteils“, sagt Jens Obernolte.
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Schriftart: vw
Das Thermomanagement ist im WLTP-Verbrauch nicht enthalten, das merken Autofahrer aber im Alltag bei der Nutzung von Klimaanlage oder Heizung. Bei der Batterie plant Volkswagen für die nächste Generation eine höhere Energiedichte. Auch für die nächsten zehn Jahre hält der VW-Experte einen Stromverbrauch von unter 10 kWh pro 100 Kilometer für realistisch, allerdings nur für Limousinen. Sie bieten eine kleinere Frontfläche als SUVs und lassen sich effizient straffen.
(Fabian Hoberg / dpa-tmn)
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