Verkehr E-Autos ermöglichen radikal neue Designs

Allerdings spricht eine einfache chemische Tatsache dennoch für Erdöl: die nahezu unschlagbar hohe Energiedichte. Ein Kilogramm Benzin liefert etwa zwölf Kilowattstunden Energie. Die zu Zeiten des Lohner-Porsche üblichen Bleiakkus waren davon meilenweit entfernt. Selbst aktuelle Lithium-Ionen-Akkus kommen kaum auf ein Fünfzigstel davon.

Immerhin: Mit dieser in unfassbar schweren Batterien gespeicherten Energie weiß der Elektromotor effizient umzugehen. Sein Wirkungsgrad liegt bei fantastischen achtzig bis neunzig Prozent. Benziner schaffen nur dreißig, Dieselmotoren höchstens vierzig Prozent.

Der Strom muss, bevor er in die Autobatterie geladen werden kann, natürlich erst einmal erzeugt werden. Kohle- und Gaskraftwerke arbeiten ähnlich ineffizient wie Verbrennungsmotoren, so dass der Vorteil insgesamt betrachtet wieder verloren geht. Dem Auto kann das aber egal sein, der Strom ist ja schon da, und damit muss nun sparsam gewirtschaftet werden, damit das Ding auch nach der übernächsten Kurve noch rollt.

Das Getriebe fällt weg, die Abgasanlage, der Tank, die Bremsen

Ingenieure wie Stefan Rohr versuchen nun, das Zusammenspiel zwischen Fahrzeug und Batterie zu optimieren. Das ist gar nicht so einfach, denn die Akkus führen ein unstetes Leben. Anders als etwa ein Smartphone-Akku, der in schöner Regelmäßigkeit tagsüber entladen und nachts wieder aufgefüllt wird, nutzt ein Elektro-Auto auch währen der Fahrt die Bremsenergie zum ständigen Wiederaufladen. Zudem nimmt die Kapazität einer Batterie mit jedem Ladezyklus leicht ab. Irgendwann ist sie so weit gesunken, dass die Batterie ausgetauscht werden muss. Rohr entwickelt deshalb ein System, mit dem sich der Zustand einer Batterie über die Lebensdauer verfolgen lässt - die Batterie erhält eine Art Gedächtnis. Auf dieser Grundlage können die Hersteller ihre Batterien für das anstrengende Leben im Inneren eines Autos optimieren.

Entwurf von Benjamin Wiedling

(Foto: )

Während Ingenieure und Techniker nur noch die allerletzten Schräubchen anziehen, um den Autos von morgen zur technischen Perfektion zu verhelfen, beginnt in den Studios der Designer gerade erst eine ganz neue Zeit. "Wir haben ein leeres Blatt Papier vor uns liegen", sagt Othmar Wickenheiser, Professor für Fahrzeugdesign an der Hochschule München. Für die Formgebung der Fahrzeuge eröffne der Umstieg auf Elektroantriebe ganz neue Möglichkeiten. Es fallen nämlich eine Menge Einschränkungen weg, die bisher von Benzin- und Dieselmotoren auferlegt waren. "Es fällt das Getriebe weg, die Abgasanlage, der Tank, die Bremsen", zählt Wickenheiser auf. Alles Teile, die in Autos bislang Platz einnehmen und Wege versperren. Daher habe sich "seit der Nachkriegszeit kaum etwas verändert".

Das mag etwas übertrieben sein, aber tatsächlich sind die grundlegenden Formen seit Jahrzehnten gleich. Und es gibt wenig Gründe, warum das so bleiben muss. Das einzige, was im Elektroauto außer Fahrer und Passagieren wirklich Platz beansprucht, ist die Batterie. Die liegt bei den meisten aktuellen Modellen flach auf dem Boden. Das bringt wegen des niedrigen Schwerpunkts Vorteile, aber zwingend ist es nicht. Elektromotoren sind klein und lassen sich, wie schon beim Lohner-Porsche vor 117 Jahren, in die Räder integrieren. Wickenheiser sagt, dass die Elektroautos in einigen Jahren den Verbrennern von heute etwa so ähnlich sehen werden wie das erste Telefon einem Smartphone.

Bisher würden sich die neuen Möglichkeiten in den Modellen der großen Hersteller allerdings noch nicht zeigen. "Es fehlt der Mut und das wirtschaftliche Risiko ist zu groß, um neue Wege zu gehen", sagt Wickenheiser. Tatsächlich sehen die auf dem Markt befindlichen E-Modelle ihren benzingetriebenen Vorgängern ziemlich ähnlich. Beim BMW i3 etwa haben sich die Ingenieure immerhin getraut, die B-Säule zwischen Vorder- und Hintertüren wegzulassen und den Mittelsteg zwischen den beiden vorderen Sitzen abzusenken.

Mit seinen Studenten hat der Professor daher in den vergangenen Monaten neue Fahrzeugdesigns entworfen. Dabei ging es nicht um das nächste oder übernächste Serienmodell. Stattdessen entstanden an der Hochschule überraschende, extravagante Entwürfe. "Wir wollten zeigen, was maximal möglich ist."

Aussehen könnten die Autos der Zukunft also ganz anders als heute. Klingen werden sie ohnehin anders, viel leiser werden sie vor allem sein. Und auch anfühlen wird sich das Fahren in einem Elektroauto ganz anders. Der Motor spricht schneller an und anders als ein Auto mit Verbrennungsmotor kommt ein Elektro-Fahrzeug prinzipiell ohne herkömmliche Bremsen aus. Diese funktionieren so, dass Bremsbacken gegen Scheiben an den sich drehenden Rädern gedrückt werden. So entsteht Reibung, und die Rotationsenergie wird in Wärme umgesetzt. Dieser Mechanismus bringt das Auto zwar zum Stehen, verschleudert aber auch eine Menge Energie.

Elektrofahrzeuge bremsen intelligenter. Jeder Elektromotor kann elektrische Energie in Bewegung umwandeln, umgekehrt beim Bremsen aber auch Energie generieren und seine Batterie wieder aufladen. Zwar werden bei aktuellen Elektroautos weiterhin zusätzlich herkömmliche Bremsen verbaut. Sie haben Vorteile in Notsituationen und im Zusammenspiel mit Sicherheitssystemen wie ABS und ESP. Aber wirklich nötig sind sie nicht mehr.

Darum könnten Elektrofahrzeuge in Zukunft theoretisch mit einem einzigen Pedal fahren. Die Kupplung fällt mangels Schaltgetriebe ohnehin weg. Und in den meisten Fällen wird es genügen, den Druck vom Gaspedal zu nehmen, damit der Motor auf Generatorbetrieb umstellt und dadurch abbremst.

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