Elektroauto der TU München punktet in Wettfahrt gegen Serienmodelle
Kleinere Batterien, höhere Reichweiten, niedrigere Produktionskosten: Die Technische Universität München bringt Schwung in die Welt der Elektroautos. Ihr Projektauto Visio.M ließ bei Fahrtests gängige Serienmodelle alt aussehen. Eine serientaugliche Version könnte bereits im Oktober das Licht der Welt erblicken.
In den Testfahrten musste sich das E-Auto der Technischen Universität München an Serienmodellen messen: unter ihnen der Tesla S und der VW up mit Benzinmotor.
Foto: Technische Universität München
Schlüssel für den Erfolg der Elektromobilität ist unter anderem die Energieeffizienz. Es gilt daher, mit einer kleinen Batterie auf eine große Reichweite zu kommen. „Für die Optimierung der Energieeffizienz haben wir im Wesentlichen drei Stellschrauben: die Aerodynamik, den Rollwiderstand und das Fahrzeuggewicht“, erklärt Prof. Markus Lienkamp vom Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik der Technischen Universität München (TUM). Die TUM ist mit im Forschungsboot des E-Mobility-Projekts Visio.M, das die Möglichkeiten und Grenzen der Effizienz erforscht und auslotet.
Der aktuelle Prototyp des Elektroautos Visio.M braucht den Vergleich mit bereits auf dem Markt erhältlichen Elektrofahrzeugen wie dem Renault Twizy nicht zu scheuen. Der Visio.M besitzt einen cW-Wert von 0,24. Dieser niedrige Strömungswiderstand ist identisch mit dem des Elektroflitzers Tesla S. Zum Vergleich: Ein stehender Mensch hat einen cW-Wert von 0,78, ein Pinguin einen von 0,03.
Den guten cW-Wert erreicht das Elektroauto der TU München vor allem durch die kleine Stirnfläche von nur 1,69 Quadratmetern, die dem Fahrzeug eine hervorragende Aerodynamik mitgibt. Gleichzeitig hat der Prototyp sehr schmale Reifen vom Typ 115/70 R 16, was für einen sehr niedrigen Rollwiderstand sorgt.
E-Auto tritt auf Flughafenrollfeld gegen Serienmodelle an
„Ziel unseres Konzeptes ist es, möglichst wenig Energie für die Überwindung der Fahrwiderstände aufwenden zu müssen“, sagt Lienkamp. Im Praxistest mit Serienmodellen auf dem Rollfeld des ehemaligen Flughafens Neubiberg kam der Visio.M beim Ausrollversuch am weitesten. Dabei starten alle Kandidaten mit der gleichen Energie und lassen das Auto ab einem bestimmten Punkt ausrollen.
Trotz der sehr schmalen Reifen liegt der Visio.M auch bei schneller Kurvenfahrt sicher auf der Fahrbahn. Das zeigten Versuche im 18-Meter-Slalom-Kurs und bei der schnellen Kreisfahrt. „Eine gute Fahrdynamik ist die Grundlage für sicheres und angenehmes Fahren“, sagt Lienkamp. „Wenn wir erreichen wollen, dass mehr Menschen Elektrofahrzeuge kaufen, müssen sie bei Sicherheit und Fahrverhalten den auf dem Markt befindlichen Kleinwagen ebenbürtig sein.“
Fahrwerkskonzept ist von Sportfahrwerken abgeleitet
Der Visio.M besticht durch ein ausgeklügeltes Fahrwerkskonzept, welches die geringere Querkraftaufnahme der schmalen Reifen ausgleicht. Dieses Konzept ist in seiner Kinematik von Sportfahrwerken abgeleitet. Das Fahrzeug besitzt einen niedrigen Schwerpunkt. Das und eine gleichmäßige Verteilung des Gewichts auf die Vorder- und auf die Hinterachse verleihen dem Auto eine hohe Stabilität. Dazu geben ein Antiblockiersystem und die elektronische Stabilitätskontrolle ESP dem Fahrer zusätzliche Sicherheit.
Das E-Auto liegt auch bei schneller Kurvenfahrt sicher auf der Straße. Das zeigte die Fahrt auf dem 18-Meter-Slalom-Kurs.
Quelle: Technische Universität München
Bei der Fahrzeugstruktur haben sich die Ingenieure des Visio.M-Projektes für eine innovative Monocoque-Bauweise entschieden. Dieses Struktur ist aus dem Rennsport bekannt und erlaubt es, ein Fahrzeug mit hoher Stabilität und minimalen Gewicht zu bauen. Die schalenförmige Fahrgastzelle beim serientauglichen Visio.M wird einmal aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen.
Getriebe ist 15 Prozent leichter als herkömmliche Getriebe
Auch beim Antrieb ringen die Ingenieure um jedes Kilogramm. Der Prototyp wird von einem effizienten und kompakt gebauten Asynchron-E-Motor angetrieben. Für das Getriebe setzen die Forscher auf besonders leichte Zahnräder, die auf hohl ausgeführten Wellen sitzen. So verliert dieses Getriebe 15 Prozent an Gewicht im Vergleich zu einem herkömmlichen Getriebe. Es ist zudem als aktives Torque-Vectoring-Differenzial gestaltet. Ein solches System erlaubt es, ein Auto zusätzlich zu lenken, indem die Antriebsmomente links und rechts gezielt unterschiedlich verteilt werden. Eine kleine Elektromaschine sitzt dafür im Differenzial, die sowohl als Elektromotor als auch als Generator arbeiten kann. Dieses verteilt die Kraft ideal auf die beiden Hinterräder. Insbesondere beim Bremsen in Kurven kann dadurch erheblich mehr Energie zurück gewonnen werden. Gleichzeitig wird das Fahrzeug durch die wesentlich günstigere Verteilung der Antriebs- und Bremskräfte sehr viel agiler und auch sicherer.
Im Oktober ist die erste öffentliche Präsentation geplant
Alle Ergebnisse aus den Testfahrten der Prototypen fließen in das Visio.M-Projekt ein. Im Rahmen dieses Projekts wird unter Einbeziehung aller Erfahrungen mit den getesteten Prototypen ein völlig neues Fahrzeug aufgebaut. Dieses dann vielleicht schon serientaugliche Auto werden die Projektpartner erstmals auf der eCar Tec – der Leitmesse für Elektro- und Hybridmobilität – vom 21. bis zum 23. Oktober 2014 in München der Öffentlichkeit präsentieren. Möglicherweise kann der Visio.M dann dazu beitragen, dass die Bundesregierung ihrem erklärten Ziel ein kleines Stückchen näher kommt, dass bis zum Jahre 2020 rund eine Million Elektrofahrzeuge über deutsche Straßen rollen.
Das Forschungsprojekt Visio.M wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über zweieinhalb Jahre mit insgesamt 10,8 Millionen Euro gefördert. Teilnehmer im Projekt sind neben der TUM als wissenschaftlicher Partner die Automobilkonzerne BMW AG als Konsortialführer und die Daimler AG. Dazu gesellen sich die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), der Reifenhersteller Continental, die E.ON AG und andere Industriepartner sowie die TÜV SÜD AG.
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