Wie die Autos der Zukunft neu gedacht werden

Honda experimentiert mit Elektromotoren in den Rädern
Viele Bauteile werden in Elektroautos nicht mehr benötigt. In manchen ist nichtmal mehr ein großer Motor zu finden. Für Autokonstrukteure ist das die Chance ihres Lebens, das Auto völlig neu zu denken.

Echte Markenfans werden heftig widersprechen – aber im Großen und Ganzen sehen Autos heutzutage alle gleich aus. Sie haben vier Räder, der Motor ist vorne, Kofferraum und Auspuff hinten. Bis auf wenige Ausnahme wie der Porsche 911 oder der Audi R8, die mit einem Heck-/Mittelmotor ausgestattet sind, erfüllen so gut wie alle PKW und LKW diese Kriterien.

Bei den bisherigen Antriebskonzepten, die aus Verbrennungsmotor, Antriebsstrang (Getriebe, Kupplung etc.) und Abgassystem bestehen, gibt es Gründe für das bisherige Fahrzeugkonzept. Wird der Motor unter der Motorhaube platziert, ergeben sich automatisch gute Möglichkeiten für die Kühlung als auch ein aerodynamisch sinnvolles Design des kompletten Fahrzeugs. Und ein großer Kofferraum ist ein Verkaufsargument.

Man könnte es aber auch anders formulieren: Weil so viel Technik im Auto verbaut werden muss, haben die Autodesigner nicht viele Möglichkeiten. Motor, Getriebe und Auspuff müssen schließlich irgendwo hin. Felix Horch, Abteilungsleiter Elektromobilität, beim Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen, sagt: „Im Prinzip sind die Autos heute immer noch Kutschen. Vorne stecken Pferdestärken unter der Haube, hinten dran hängt das eigentliche Fahrzeug. Und das seit 125 Jahren.“

Quelle: Schaeffler

Stärkster Antrieb: Radnabenmotor

Was wäre, wenn die Autodesigner ein Fahrzeug komplett neu denken könnten? Wenn sie als einzige technische Vorgaben hätten, dass das Auto vier Räder, ein Lenkrad und ein Sitz für den Fahrer haben muss? Wenn sie sich vom Pferdekutschen-Konzept verabschieden könnten? Das alles könnte die Autos der Zukunft besser machen. Und dank elektrischer Antriebe ist diese Vision erstmals in der Automobilgeschichte tatsächlich umsetzbar.

Der wichtigste Antreiber für die Entwicklung neuer Autos ist der sogenannte Radnabenmotor. Dieser elektrische Motor sitzt direkt im Rad des Autos, je nach Größe des Fahrzeugs werden davon zwei (Heck-/Frontantrieb) oder vier (Allrad) verbaut. Forschungsinstitute und Unternehmen auf der ganzen Welt arbeiten daran und haben schon vielversprechende Prototypen präsentiert.

Der große Vorteil der Radnabenmotoren: In einem Auto können viele Bauteile einfach weggelassen werden. Benötigt werden bei einem Antrieb mit Radnabenmotor nicht mehr: Zentralmotor, Getriebe, Kupplung, Lichtmaschine, Antriebsstränge, Gelenkwellen, Abgassystem, Katalysator, Auspuff, Kraftstoffleitungen, Tank und vieles mehr.

Zwar fallen viele Bauteile auch bei einem zentral verbauten Elektromotor weg, doch bei Radnabenantrieben wird nicht mal dieser benötigt. Und das bedeutet: Den Großteil der Technik, die heutige Autos so aussehen lässt, wie sie aussehen, gibt es nicht mehr. Oder anders: Würde ein  heutiger Mittelklassewagen mit Radnabenmotoren ausgestattet, würde man beim Blick unter die Motorhaube nicht mehr viel finden.

Fahrersitz einfach mal in der Mitte platzieren

Für die Autodesigner und -entwickler bedeutet das: Sie können das Auto neu erfinden. Autos mit Radnabenantrieben müssen keine Motorhaube mehr haben. Auch auf den Mittelkanal können sie verzichten, der bisher das Sitzen auf dem mittleren Platz der Rückbank stört und die klassische Anordnung der Sitze erzwingt: Fahrersitz links, Beifahrersitz rechts. Warum aber nicht mal ein Auto mit einem Sitz in der Mitte bauen? Und weil die Konstrukteure so viel Platz für den eigentlichen Zweck des Fahrzeugs gewonnen haben, können moderne Autos schmaler und kürzer sein.

Wie neu erfundende Autos mit Radnabenmotor in Zukunft aussehen werden, ist schwer zu sagen. Aber es gibt Ansätze, die zeigen, was alles möglich ist:

    • Im Elektro-Stadtfahrzeug „Mia“ haben bis zu vier Personen Platz. Dabei ist es nur 30 Zentimeter länger als der Zweisitzer Smart und 70 Zentimeter kürzer als der Kleinstwagen Opel Agila mit ebenfalls vier Sitzen. Der Akku befindet sich unter dem mittig platzierten Fahrersitz, der Elektromotor sitzt auf der Hinterachse. Eine Motorhaube im klassischen Sinne gibt es nicht.

 

    • Ein Paketlieferwagen mit Radnabenmotoren könnte im Prinzip ein Kasten auf vier Rädern sein, in dem so gut wie jeder Zentimeter als Ladefläche genutzt wird. Die Technik verschwindet komplett darunter – das perfekte Verhältnis von Ladefläche zur Außenabmessungen des Fahrzeugs. Weiterer Vorteile: Mit Stop-and-Go-Verkehr, der für Diesel-Motoren eine Qual ist, haben Elektromotoren kein Problem.

 

  • Dank Motoren, die direkt in den Rädern stecken, wären auch Fahrzeuge denkbar, deren Breite sich ändern lässt: Auf der Straße fahren sie die Räder samt Motoren aus, beim Parken schieben sie die Räder zusammen, sodass das Auto auch in schmale Parklücken passt.

Nun sind das alles erstmal nur theoretische Möglichkeiten. Bis viele Elektroautos auf den Straßen fahren, die völlig anders aussehen als bisherige, werden noch viele Jahre vergehen. Zum einen müssen die Autokonzerne neue Fahrzeuge erstmal entwickeln, was schon technisch nicht einfach ist. Zum anderen dürfen sie die Käufer nicht überfordern. Murak Günak, von 2004 bis 2007 Leiter der Designabteilung bei Volkswagen, ist überzeugt: Viele Autofahrer sind verunsichert, weil ihnen Elektromobilität mit Fahrzeugen präsentiert wird, wie sie sie noch nie gesehen haben. Doch allzu groß ist die Gefahr nicht. Die meisten Elektroautos, die heute erhältlich sind, sehen aus wie ganz normale Autos – wie Pferdekutschen eben.