IAAKraftstoff sparen, leicht gemacht

Wie Elektroautos von Leichtbau profitieren, beweist auf der IAA der BMW i3. Doch auf Langstrecken spielt die Aerodynamik eine wichtigere Rolle als die Materialdiät. von Holger Holzer

Das Elektroauto BMW i3 auf der IAA 2013

Das Elektroauto BMW i3 auf der IAA 2013  |  © Matthias Knödler/SP-X

Wenn Autos sparsamer werden sollen, darf man nicht allein am Motor ansetzen. In den vergangenen Jahren ist daher der Leichtbau immer wichtiger geworden. Auf der IAA findet die Entwicklung nun ihren vorläufigen Höhepunkt. Auch die lange etwas stiefmütterlich behandelte Aerodynamik rückt wieder in den Fokus.

War bisher von Gewichtseinsparungen durch Leichtbautechnik die Rede, dann ging es fast immer nur um wenige Kilogramm. Die waren schwer erkämpft und teuer bezahlt. Ein großer Nettogewinn wurde damit zudem selten erzielt, weil der wachsende Ausstattungsumfang einen Großteil des Diäterfolgs wieder auffraß.

Anzeige

Nun setzt BMW mit dem i3 ein klares Zeichen. Als erstes Großserienauto der Welt ist der Elektrokleinwagen zu großen Teilen aus dem bislang teuren karbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) gefertigt. Die Fahrgastzelle etwa besteht komplett daraus. Das war nötig, um gegenüber konventionell angetriebenen Fahrzeugen das Mehrgewicht von 200 bis 300 Kilogramm, das durch die Akkus entsteht, zu kompensieren.

Der Fünftürer wiegt nun mit 1.195 Kilogramm nicht viel mehr als etwa der Kleinwagen Mini. Neben CFK haben daran auch kleinere Details wie Schrauben aus Magnesium oder leichte Sitze aus recycelten PET-Flaschen ihren Anteil. Für den 170 PS starken i3 will BMW 34.950 Euro verlangen, wenn er demnächst im Handel ist. Damit dürfte er nicht kostspieliger sein als die Elektroversion des VW Golf, die – noch ohne Preisschild – auch auf der IAA gezeigt wird, aber auf dem konventionell angetriebenen Modell beruht.

Leichtbau spielt Vorteile beim Stop and Go aus

Pro eingesparten 100 Kilogramm nimmt der Durst eines Autos um 0,1 bis 0,3 Liter auf 100 Kilometer ab. Ihr ganzes Potential kann die Technik aber nur im Stadtverkehr ausspielen, wo das Auto ständig aus dem Stand beschleunigt werden muss. Einmal in Fahrt, sinkt die Bedeutung der Masse. Je nach Automodell tritt sie bereits ab Geschwindigkeiten von 50 km/h hinter den Luftwiderstand zurück.

Das heißt: Je schneller man unterwegs ist, desto wichtiger wird die Rolle der Aerodynamik. Wird der Luftwiderstand um ein Zehntel reduziert, kann der Verbrauch bei Tempo 120 um drei bis vier Prozent sinken. Zudem halten sich die Kosten dafür im Rahmen – zumindest die Gestaltung einer windschlüpfigen Karosserieform ist nicht prinzipiell teurer als die jeder anderen.

Doch trotz des großen Potentials hat der sogenannte cW-Wert seit seiner Hochzeit in den achtziger Jahren an Bedeutung verloren. Das liegt nicht zuletzt an den Kriterien des NEFZ-Verbrauchszyklus, der seit 1996 die Bedeutung des Luftwiderstands für gute Normverbrauchswerte miniert hat. Das ist einer der Gründe für den Boom der SUV-Klasse. Die haben einen effektiven Windwiderstand wie eine Schrankwand, erreichen aber dennoch vergleichsweise ordentliche Normverbräuche.

Leserkommentare
  1. ... des Treibstoffsparens wäre, wie viel Diesel oder Benzin könnten wir einsparen, wenn auch bei diesen Kisten konsequent leicht gebaut würde.
    Die Karrosse nur deshalb leicht bauen, damit die schweren Akkus nicht ganz so unangenehm auffallen ... nun, ein Geniestreich ist das nicht gerade.

  2. Man spart also maximal 0,3Liter Benzin auf 100Km, wenn man 100Kg Gewicht einspart.
    Benzinmotoren haben bestenfalls einen Wirkungsgrad von 35%.

    1Liter Benzin enthält Energie für ca.10kw/h.
    Demzufolge sind 0,3 Liter gespartes Benzin 3kw/h.
    Hätte ich keinerlei Wirkungsverluste(ich habe hier den E-Motor mit einem Wirkungsrad von 95% idealisiert gerechnet), würde ich ca. 1,05kw/h an Energie einsparen.

    1,05kw/h Strom kosten momentan vielleicht 27 Cent.

    Ich verstehe ehrlich gesagt nicht, warum man so einen Affentanz um das Gewicht von Elektroautos macht.
    Man will einfach keine günstigen Elektroautos bauen, weshalb man jetzt behauptet, dass Elektroautos nicht zu schwer sein dürfen.
    Leichtbau ist einfach nur teuer und für Elektroautos, mit dem viel höheren Wirkungsgrad, absolut zweitrangig.

    So werden die Elektroautos mittelfristig immer noch zu teuer für die Mittelschicht sein.

    Eine Leserempfehlung
    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Beispiel Toyota RAV4 SUV:

    http://en.wikipedia.org/w...

    • RGFG
    • 13. September 2013 19:57 Uhr

    machen doch keinen 'Affentanz um das Gewicht' sondern klöppeln den e-Antrieb in eine normale Karosserie. Trotzdem dürfte der Golf in der Preisklasse des BMW i3 liegen (...meine Vermutung ist, dass man den Preis deswegen noch nicht kennt, weil in Wolfsburg noch mal hektisch nachgerechnet wird).

    Liegt daran, dass die Kosten werden derzeit eben vom Akku dominiert werden. Je leichter das Auto desto kleiner und günstiger kann daher - bei gleicher Reichweite - der Akku ausfallen.

    Was VW an der Nicht-Neuentwicklung der Karosserie an Kosten spart, müssen sie in Kosten und Gewicht des Akku buttern, was den Wagen dann eben noch einmal schwerer macht. Was BMW durch den kleineren Akku an Kosten und Gewicht spart, müssen sie in die Kosten der Carbonkarosserie buttern - aber eben nicht in das Gewicht des Gesamtfahrzeugs. Bei vergleichbarer Reichweite wiegt der BMW deutlich weniger als der VW und wird damit beim ganzen Fahrverhalten wohl eine ganze Ecke mehr Spaß machen, als der VW.

    So dass der 'Affentanz um das Gewicht' bei BMW wohl gar nicht so viel mit Reichweite und Verbrauch zu tun hat, sondern mit dem Fahrverhalten des Autos und dem möglichen (und scheinbar auch eintretenden) Imagegewinn.

  3. "Das ist einer der Gründe für den Boom der SUV-Klasse. Die haben einen effektiven Windwiderstand wie eine Schrankwand, erreichen aber dennoch vergleichsweise ordentliche Normverbräuche."

    Nicht nur die Normverbräuche sind vergleichsweise ordentlich, sondern die Praxisverbräuche ebenso. Und für die Umwelt spielt die Höhe des Verbrauchs eh keine Rolle, sondern nur, ob verbraucht wird oder ob nicht, weil es sich beim Öl um einen endlichen Rohstoff handelt. Das scheint aber leider nur unheimlich schwer bis gar nicht vermittelbar zu sein.

    Beispiele SUV-/Geländewagenverbräuche:

    http://www.spritmonitor.d...

    http://www.spritmonitor.d...

    http://www.spritmonitor.d...

    Eine Leserempfehlung
    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Ein Audi A2 von 1999:
    - cW-Wert: 0,28
    - Leergewicht 895kg
    - fünftürer
    - Verbrauch: 2,99 l / 100 km
    - Neupreis: 18.700 €

    Da verbrauchen ihre SUVs so ca. das doppelte bis dreifache ;)

    D-a-n-k-e-!

    Genau das versuche ich jedem zu erklären, der wenigstens den Anschein erweckt, zuzuhören.

    Die Kohlenstoffmenge und alles andere, was mit dem Erdöl aus dem Kreislauf genommen wurde ist nicht mehr in der Gleichgewichtsrechnung der Natur enthalten.

    Daher ist es unerheblich ob wir mit dem Erdöl ein Fahrrad bauen, Stiefel oder Auto fahren. Solange wir diese Menge nicht wieder binden, ist es egal, wie schnell wir das Erdöl ge- oder verbrauchen.

    Daher ist es eigentlich auch nicht wichtig, über irgendwelche Antriebe oder ÖPNV etc zu diskutieren, sondern wie wir Erdöl ersetzen und zwar komplett.

    • Hadrius
    • 14. September 2013 10:05 Uhr

    Mal ehrlich die nageführten Verbräuche sind relativ stramm - im Durchschnitt 8,9 Liter und bei spritmonitor dominieren die Vielfarer mit langen Strecken. Ein A6 mit 180 PS Diesel liegt da bei unter sechs Lieter - der SUV Zuschlag ist also mehr als ordentlich.

  4. Antwort auf "Kleine Rechnung"
  5. Die bionische MERCEDES Kofferfischstudie zeigt auf, das auch pummelige Formen gute cW-Werte erreichen. Allso müssen nicht cW-optimale Autos wie eine flaches Coupé aussehen.

    Die Frage ist jedoch, welche Form der Kunde als attraktiv o. positiv für die Kaufentscheidung empfindet. Der Bauch entscheidet beim Auto mit - nicht aber eine cW-Zahl.

    Der CW-Wert ist auch relativ, da dieser nicht linear zu Geschwindigkeit steht. Nur bei Tempo >120km/h macht sich schrittweise der Windwiderstand bemerkbar. Wer immer >150 km/h merkt es viel deutlicher.

    Wer will aber nur cW-Wert relevante Autos fahren ? Wer langsamer fährt, hat die breiteste Formenvielfalt zu Verfügung, ohne dass es sich wirklich praktisch im Spritverbrauch bemerkbar macht. Wer mehr Stadt fährt, ist der cW-Wert noch weniger bedeutsam.

    Das nicht Alles dem cW-Wert unterzuordnen ist, ist eine frohe Botschaft für eine Formenvielfalt im Automobilbau. Einheitsbrei wäre zudem auf die Dauer langweilig ... wie Kaffee ohne Zucker oder Ei ohne Salz.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Fahren sie mal 120 km/h mit dem Fahrrad. Dann wissen sie, wie viel Luftwiderstand bei diesem Tempo anliegt.

    Dass derzeitige Autos irgendwo bei 60 - 90 km/h am effizientesten sind, liegt nicht daran, dass es da noch keinen Luftwiderstand gibt, sondern die Verbrennungsmotoren darunter, im höchsten Gang, einen noch deutlich schlechteren Wirkungsgrad als ohnehin schon haben.

  6. ... der den Blick mal wieder von der Ideologie weg auf die Fakten lenkt! Und siehe da, es gibt Autobauer, die weiterhin am Luftwiderstand rumoptimieren, obwohl sie keine gesetzliche Regelung dazu zwingt und sich nichts davon in den offiziellen Verbrauchs- und CO2-Werten wiederfindet. Offenbar haben die also doch mehr Verstand, als der Gesetzgeber oder das Publikum ihnen zubilligt.

    Eine Leserempfehlung
    • RGFG
    • 13. September 2013 19:57 Uhr

    machen doch keinen 'Affentanz um das Gewicht' sondern klöppeln den e-Antrieb in eine normale Karosserie. Trotzdem dürfte der Golf in der Preisklasse des BMW i3 liegen (...meine Vermutung ist, dass man den Preis deswegen noch nicht kennt, weil in Wolfsburg noch mal hektisch nachgerechnet wird).

    Liegt daran, dass die Kosten werden derzeit eben vom Akku dominiert werden. Je leichter das Auto desto kleiner und günstiger kann daher - bei gleicher Reichweite - der Akku ausfallen.

    Was VW an der Nicht-Neuentwicklung der Karosserie an Kosten spart, müssen sie in Kosten und Gewicht des Akku buttern, was den Wagen dann eben noch einmal schwerer macht. Was BMW durch den kleineren Akku an Kosten und Gewicht spart, müssen sie in die Kosten der Carbonkarosserie buttern - aber eben nicht in das Gewicht des Gesamtfahrzeugs. Bei vergleichbarer Reichweite wiegt der BMW deutlich weniger als der VW und wird damit beim ganzen Fahrverhalten wohl eine ganze Ecke mehr Spaß machen, als der VW.

    So dass der 'Affentanz um das Gewicht' bei BMW wohl gar nicht so viel mit Reichweite und Verbrauch zu tun hat, sondern mit dem Fahrverhalten des Autos und dem möglichen (und scheinbar auch eintretenden) Imagegewinn.

    Eine Leserempfehlung
    Antwort auf "Kleine Rechnung"
    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    für etliche Kunden "emotional" und für andere "rational". Autos sind Markeemotionen von noname, Dacia über BMW, Porsche, etc. - die ganze Markengewichtungsvielfalt und entsprechender Einpreisung.

    Der "Affenanz um das Gewicht" ist Realität & Illusion zugleich. Was bei Immobilien "Lage,Lage,Lage" ist, stellt sich bei Autos mit "Marke, Marke, Marke" ein. Das ist kein "Wunder", sondern ein viele Jahrhundert bis Jahrtausend altes evolutionsbiologisches Phänomen der "Kaufpsyche". Schon in frühen Epochen wollten Menschen nicht nur Massenware kaufen, sondern strebten schon nach Besonderem. Das "Besondere" ist auch mit in der emotionalen Markenwahrnehmung zu finden. Ist A und B wenig unterschiedlich, aber B markentechnisch werthaltiger ... kauft der Kunde B. Eine Präverenz zu B kann sogar vieles "überstrahlen" und sich der reinen "Faktenlage" entziehen. Der Mensch ist halt ein emotionales Wesen.

    Autos sind in der reifen Welt mehr denn je zu "Lifestyle" geworden. Pysikalische Messgrößen sind nicht kaufentscheidend. Gewicht nicht, cW-Wert nicht, .... . Der Preis ist zwar nicht wegdiskutierbar und mit Teil der Entscheidung, aber eine gewisse Entscheidungsspanne entwickelt sich halt bei Kunden.

    .... und nun wieder das Wort an die Fans von "Gewicht, cW-Wert und Co."

  7. für etliche Kunden "emotional" und für andere "rational". Autos sind Markeemotionen von noname, Dacia über BMW, Porsche, etc. - die ganze Markengewichtungsvielfalt und entsprechender Einpreisung.

    Der "Affenanz um das Gewicht" ist Realität & Illusion zugleich. Was bei Immobilien "Lage,Lage,Lage" ist, stellt sich bei Autos mit "Marke, Marke, Marke" ein. Das ist kein "Wunder", sondern ein viele Jahrhundert bis Jahrtausend altes evolutionsbiologisches Phänomen der "Kaufpsyche". Schon in frühen Epochen wollten Menschen nicht nur Massenware kaufen, sondern strebten schon nach Besonderem. Das "Besondere" ist auch mit in der emotionalen Markenwahrnehmung zu finden. Ist A und B wenig unterschiedlich, aber B markentechnisch werthaltiger ... kauft der Kunde B. Eine Präverenz zu B kann sogar vieles "überstrahlen" und sich der reinen "Faktenlage" entziehen. Der Mensch ist halt ein emotionales Wesen.

    Autos sind in der reifen Welt mehr denn je zu "Lifestyle" geworden. Pysikalische Messgrößen sind nicht kaufentscheidend. Gewicht nicht, cW-Wert nicht, .... . Der Preis ist zwar nicht wegdiskutierbar und mit Teil der Entscheidung, aber eine gewisse Entscheidungsspanne entwickelt sich halt bei Kunden.

    .... und nun wieder das Wort an die Fans von "Gewicht, cW-Wert und Co."

    Antwort auf "Renault und VW"

Bitte melden Sie sich an, um zu kommentieren

  • Artikel Auf einer Seite lesen
  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte BMW | Kraftstoff | Mercedes-Benz | Akku | IAA
Service