Studie der THI Wie sieht der optimale Materialmix für Elektrofahrzeuge aus?

Ein Forschungsprojekt im Studiengang Applied Research in Engineering Sciences hat den optimalen Materialmix für Elektrofahrzeuge untersucht.
Ein Forschungsprojekt im Studiengang Applied Research in Engineering Sciences hat den optimalen Materialmix für Elektrofahrzeuge untersucht.

Ein Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Ingolstadt zeigte auf: Emissionen in der E-Mobilität lassen sich nicht nur durch den richtigen Strommix verringern, sondern bereits in der Fahrzeugherstellung durch geeignete Werkstoffe. Doch was bringt Leichtbau bei einem Stromer wirklich?

Bereits in der Fahrzeugherstellung lassen sich durch eine geeignete Verwendung von Werkstoffen Emissionen sparen. Das hat Manuel Schweizer, Studierender der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) im Masterstudiengang Applied Research in Engineering Sciences, in einem Forschungsprojekt analysiert. Das überraschende Ergebnis: Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor bringt Leichtbau bei Elektrofahrzeugen in Hinsicht auf die Gesamtenergie und Gesamtemissionen keinen Vorteil im Vergleich zu Stahl.

In seiner Arbeit verglich Schweizer die Auswirkungen von Leichtbaumaßnahmen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und Elektrofahrzeugen im Hinblick auf Ressourceneffizienz und Emissionen. Ziel war es, den optimalen Materialmix für beide Fahrzeugarten zu ermitteln. Zunächst wurde jeweils ein Fahrzeug beider Antriebsarten für die untere Mittelklasse sowie die Oberklasse modelliert. In seine anschließenden Berechnungen bezog Schweizer die Herstellungsenergie und Emissionen verschiedener Werkstoffe, unter anderem Aluminium und Stahl, ein.

Die vergleichenden Berechnungen ergaben, dass die Leichtbauvariante über den gesamten Lebenszyklus sowohl mehr Energie benötigt als auch mehr Emissionen ausstößt wie Stahlbauweisen der gleichen Fahrzeugklasse. Ein negativer Einfluss des zusätzlichen Gewichts tritt dabei nicht in dem Maße auf, wie es bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor der Fall ist, weil der Elektromotor neben seinem höheren Wirkungsgrad auch die Möglichkeit der Energierückgewinnung beim Bremsen besitzt.

Schweizers Ergebnis: Eine ressourceneffiziente Werkstoffwahl lassen 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. Durch diese Energie- und Emissionseinsparungen, so Schweizer, könnte mehr Batteriekapazität hergestellt und somit die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht werden. Betreut wurde er in seiner Forschungsarbeit von Prof. Dr. Martin Bednarz, Professor für Innovative Fertigungsverfahren und Digitalisierung in der Produktion.