Sicherheit und Gewicht - den Widerspruch auflösen

Leichtbau-Struktur aus Carbonfasern

Erst hört man ein Surren, dann das Knirschen von Reifen auf dem Asphalt. Es geht sehr leise zu, wenn die Visio.M-Ingenieure mit einem Versuchsträger des künftigen E-Fahrzeugs ihre Runden drehen.
Es geht leise zu, wenn die Versuchsträger des künftigen E-Fahrzeugs ihre Runden drehen.

Ein Elektrofahrzeug, das extrem leicht ist und trotzdem sicher? Dass sich beides verbinden lässt, soll das Forschungsprojekt Visio.M zeigen. Wissenschaftler und mehrerer deutscher Unternehmen arbeiten gemeinsam an diesem Mobilitätskonzept für die Elektromobilität. Sie setzen dabei auf eine stabile Monocoque-Bauweise, Kohlefaserverstärkte Kunststoffe und Gewichtseinsparungen bei Motor und Getriebe. Erste Antriebs- und Fahrwerkstests hat ein Versuchsträger des künftigen E-Fahrzeugs bereits absolviert.

Herkömmliche Elektro-Kleinstfahrzeuge sind typischerweise sehr leicht, müssen aber zumeist mit reduzierter Sicherheitstechnik auskommen. Rahmen und Knautschzonen größerer E-Fahrzeuge sorgen für Gewicht und gehen damit zulasten der Reichweite. Die Anforderungen effizienter Elektrofahrzeuge an Gewicht und Sicherheit sollen hier unter einen Hut gebracht werden. Bei der Fahrzeugstruktur fiel die Entscheidung für eine Monocoque-Bauweise. Diese aus dem Rennsport bekannte Struktur erlaubt es in Verbindung mit Leichtbau-Materialien, Fahrzeuge mit hoher Stabilität und geringem Gewicht zu konstruieren.

Innovative Materialien

Die schalenförmige Fahrgastzelle soll aus Kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen. Hier besteht die Anforderung, die prinzipiell bekannten und bereits bewährten Produkte und Verfahren für serientaugliche Kleinstfahrzeuge nutzbar zu machen. Auch beim Antrieb ringen die Ingenieure um jedes Kilogramm. Das E-Fahrzeug wird von einem kompakten Asynchron-Motor angetrieben. Im Getriebe arbeiten besonders leichte Zahnräder, die auf hohlen Wellen sitzen. Damit können man bis zu 15 Prozent leichter werden als herkömmlichen Getrieben.

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Sicherheit entscheidet

Trotz aller Gewichtseinsparung hat die Sicherheit der Passagiere hohe Priorität. Die stabile CFK-Fahrzeugstruktur wird dafür mit weiteren aktiven und passiven Schutzkonzepten ergänzt, die besondere die spezifischen Sicherheitserfordernisse eines Elektro-Kleinstfahrzeugs adressieren. Zu den Ideen gehören zum Beispiel speziell an solche Fahrzeuge angepasste Gurtsysteme sowie weitere Konzepte zur Reduzierung der Insassenbelastung bei einem Unfall. Am Projektende soll das E-Fahrzeug ein höchstmögliches Sicherheitsniveau bieten.

Die ersten Fahrwerkstests hat ein Versuchsträger des künftigen E-Fahrzeugs bereits absolviert. Auf einem Testgelände in der Nähe von München wurden die Fahrdynamikregelsysteme, also das Antiblockiersystem und das Torque-Vectoring-System, in Betrieb genommen - ein weiterer Schritt hin zum sicheren Elektrofahrzeug.

Hintergrund

An Visio.M beteiligen sich neben BMW als Konsortialführer und Daimler die TU München als wissenschaftlicher Partner und der Bundesanstalt für Straßenwesen due Unternehmen Autoliv, Continental, Eon, Finepower, Hyve, IAV, Innoz, Intermap Technologies, Lion Smart, Neumayer Tekfor, Siemens, Texas Instruments Deutschland und Tüv Süd. Das Projekt wird im Rahmen des Förderprogramms IKT 2020 und des Förderschwerpunktes "Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität - Strom" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) über 2,5 Jahre mit insgesamt 10,8 Mio. Euro gefördert.

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