29.04.2020
   

Leichtbau beim Elektroauto

Ein paar Pfunde zu viel schaden nicht

BMW hat beim i3 auf Leichtbau gesetzt, was den Kleinwagen sehr teuer macht.

Von Holger Holzer/SP-X

Lange galt Leichtbau als Allheilmittel für die Effizienz von Autos. Ausgerechnet das E-Mobil könnte nun für ein Ende der Diätbemühungen sorgen. Denn ihm macht Übergewicht weniger aus als Autos mit Verbrennungsmotor. 

Dass dem Elektroauto ein paar Pfunde zu viel zumindest in Hinsicht auf den Stromverbrauch egal sein können, zeigte zuletzt eine Analyse an der Technischen Hochschule Ingolstadt, die E-Fahrzeugkonzepte in konventioneller Stahlbauweise mit Leichtbaukonstruktionen verglichen hat. Ergebnis: Die Leichtbauvariante benötigen über den gesamten Lebenszyklus mehr Energie und sorgt so für höherer Emissionen. Anders als bei Modellen mit Verbrennungsmotor spielt ein höheres Gewicht für den Verbrauch kaum eine Rolle. 

Sogar üppige 300 Kilogramm Ballast steckt ein Elektroauto ziemlich locker weg, wie bereits 2018 eine Studie des Center Automotive Research (CAR) der Universität Duisburg-Essen ergeben hat. Die Wissenschaftler haben den Stromverbrauch eines Tesla Model S ohne Zusatzgewicht sowie mit 100, 200 und 300 Kilogramm Ballast miteinander verglichen. Bei der Leerfahrt lag der Verbrauch bei 17,77 kWh auf 100 Kilometern. Mit 300 Kilogramm extra stieg er lediglich auf 17,87 kWh – ein Unterschied von 0,6 Prozent.

Das Phänomen ließ sich nicht nur bei der insgesamt recht schweren Tesla-Limousine beobachten, sondern auch beim deutlich leichteren Kleinwagen BMW i3. Dort lag die Verbrauchsdifferenz zwischen Leerfahrt und 300-Kilo-Ballast zwar immerhin bei 4,4 Prozent, umgerechnet in Benzinverbrauch sind das aber auch nur 0,3 Liter. Bei einem konventionell angetriebenen Auto würde der Mehrverbrauch bei gleicher Zuladung wohl rund das Dreifache betragen.

Den Grund für das geringe Verbrauchsplus durch Mehrgewicht sehen beide Arbeiten zum einen in der generell hohen Effizienz des E-Motors, zum andern in der umfassenden Bremskraftrückgewinnung. So muss zwar wie auch bei konventionellen Autos jedes zu bewegende Kilogramm unter großem Energieeinsatz beschleunigt werden, durch die starke Rekuperation des E-Antriebs wird aber auch ein größerer Anteil davon zurückgewonnen. Bei den meisten Autos mit Verbrennungsmotor hat die Bremskraftrückgewinnung technisch bedingt einen deutlich geringeren Wirkungsgrad, weshalb das Phänomen dort keine so entscheidende Rolle spielt.  

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Natürlich ist nach wie vor ein leichtes E-Mobil sparsamer als ein schweres. Doch als Dogma bei der Fahrzeugentwicklung eignet sich der Leichtbau nicht mehr. Die Wahrscheinlichkeit, dass seine Rolle bei der Fahrzeugentwicklung kleiner wird, ist hoch. Denn Leichtbau kostet viel Geld. Spielen Carbon, Alu und Magnesium nicht mehr genug Effizienzvorteile ein, lohnt sich die Investition nicht. 

Viel mehr CO2-Vorteile als Leichtbau verspricht laut der Ingolstädter Untersuchung eine ressourceneffiziente Werkstoffwahl. Durch sie ließen sich bei einem Fahrzeug der unteren Mittelklasse neun bis 13 Prozent der Emissionen einsparen, die bei der Batterieherstellung anfallen, bei einem Fahrzeug der oberen Mittelklasse 19 bis 24 Prozent. Die CAR-Studie unterstreicht darüber hinaus die Wichtigkeit eines intelligenten Strom- und Energiemanagements. Nicht nur für die Traktionsbatterie, sondern auch in Hinsicht auf die Steuerung von Komfortverbrauchern wie der Klimaanlage. Beispielsweise könnte ein relativ günstiges Solarpanel auf dem Dach, das die Klimaanlage beim Vorkühlen eines geparkten Fahrzeugs mit Strom versorgt, einen weitaus größeren Einfluss auf die Reichweite haben als eine viel teurere Carbon-Karosserie.

Carbon konnte sich nicht durchsetzen

Das sieht offenbar auch BMW mittlerweile so. Die Münchner hatten bei ihrem Elektroauto i3 noch konsequent auf das teure Leichtbaumaterial Carbon gesetzt. Mit der Folge, dass der Kleinwagen heute der teuerste Stromer seiner Klasse ist. Bei der Reichweite haben jedoch mehrere tausend Euro günstigere Stahlmodelle wie der Renault Zoe keine Nachteile. Bei den nächsten Elektro-BMW spielt Carbon daher keine Rolle mehr: Stattdessen setzen iX3, i5 und Co. auf einen klassischen Materialmix aus hochfestem Stahl, Leichtmetall und Kunststoff. Carbon gibt es dann höchstens noch in Form von Zierteilen an der Karosserie oder im Cockpit.

Komplett am Ende ist Leichtbau damit nicht. Bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen und schweren SUV oder Oberklassemodellen wird auch künftig auf Gewicht geachtet werden. Und auch Sportwagen wird man aus fahrdynamischen Gründen weiterhin möglichst leicht bauen. Ein Megatrend, wie noch vor wenigen Jahren propagiert, wird Leichtbau aber wohl in der Breite nicht mehr werden.

Ganz tot ist das Thema Leichtbau auch bei E-Autos wohl trotzdem nicht. Denn außer auf den Verbrauch spielt das Fahrzeuggewicht auch bei der Fahrdynamik eine entscheidende Rolle. Vor allem für Sportwagen könnte die Carbon-Diät daher auch im Elektrozeitalter noch angesagt sein.

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