Elektromobilität E-Fahrzeug bekommt Leichtbau-Struktur aus Carbonfasern

Ein Elektrofahrzeug, das leicht ist und trotzdem sicher? Dass sich beides verbinden lässt, soll das Forschungsprojekt Visio.M beweisen. Wissenschaftler sowie Ingenieure führender deutscher Technologieunternehmen arbeiten gemeinsam an diesem Mobilitätskonzept: Sie setzen dabei auf eine stabile Monocoque-Bauweise, moderne Carbonfaser-Kunststoffe und Gewichtseinsparungen bei Motor und Getriebe.

Herkömmliche Elektro-Kleinstfahrzeuge sind bisher entweder sehr leicht, müssen dafür aber mit reduzierter Sicherheitstechnik aus-kommen. Oder Rahmen und Knautschzonen größerer E-Fahrzeuge sorgen für Gewicht und gehen damit zulasten der Reichweite. Wissenschaftler sowie Ingenieure führender deutscher Technologieunternehmen wollen das nun ändern. Im Projekt Visio.M arbeiten sie gemeinsam an einem Mobilitätskonzept, das von Anfang an beiden Anforderungen genügt: ein effizientes Elektrofahrzeug mit minimalem Gewicht, das ein höchstmögliches Sicherheitsniveau bietet.

Bei der Fahrzeugstruktur haben sich die Visio.M-Ingenieure deshalb für eine innovative Monocoque-Bauweise entschieden. Diese aus dem Rennsport bekannte Struktur erlaubt es in Verbindung mit Leichtbau-Materialien, Fahrzeuge mit hoher Stabilität und minimalem Gewicht zu konstruieren.

Neuland beschreiten die Entwickler bei den leichten Materialien, die für die Fahrzeugstruktur zum Einsatz kommen: Die schalenförmige Fahrgastzelle soll bei Visio.M aus Carbon-faserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen. Solche Verbundwerkstoffe werden zwar bereits im Flugzeugbau und für Luxus-Sportwagen verwendet. Sie sind allerdings noch sehr aufwändig zu produzieren und entsprechend teuer. Ziel der Visio.M-Ingenieure ist es deshalb, zu prüfen, inwieweit die Carbonfaser-Werkstoffe auch für serientaugliche Kleinstfahrzeuge nutzbar sind.

Auch beim Antrieb ringen die Visio.M-Ingenieure um jedes Kilogramm. Das zukünftige E-Fahrzeug wird von einem effizienten und kompakt gebauten Asynchron-E-Motor angetrieben. Für das Getriebe kommen zudem besonders leichte Zahnräder zum Einsatz, die auf hohl ausgeführten Wellen sitzen. Damit kann es bis zu 15 Prozent leichter werden als herkömmliche Getriebe.

Trotz aller Gewichtseinsparung steht die Sicherheit der Insassen im Visio.M-Projekt an erster Stelle: Die stabile Karbonfaser-Fahrzeugstruktur wird dafür mit weiteren aktiven und passiven Schutzkonzepten ergänzt, die insbesondere die spezifischen Sicherheitserfordernisse eines Elektro-Kleinstfahrzeugs adressieren. Zu den Ideen, denen die Ingenieure in ihrer Forschungsarbeit nachgehen, gehören zum Beispiel speziell an solche Fahrzeuge angepasste Gurtsysteme sowie weitere innovative 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 zukünftigen E-Fahrzeugs bereits absolviert. Auf einem Testgelände in der Nähe von München wurden die Fahrdynamikregelsysteme, also das Antiblockiersystem und das Torque-Vectoring-System, erfolgreich in Betrieb genommen – ein weiterer Schritt hin zum sicheren Elektrofahrzeug.