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Karbon-Modell BMW i8 Wie schwer es ist, ein Auto leicht zu machen

BMW hat sich mit seinem Karbon-Sportwagen i8 ein Denkmal gesetzt. Audi gilt als König des Aluminium-Leichtbaus. Die Autobauer müssen wegen strenger CO2-Vorgaben immer mehr Pfunde sparen. Neuester Trend: Abspecken per Computer.

Spätestens seit BMW Anfang des Jahres den rein elektrisch angetriebenen i3 und jetzt auch den Plug-in Hybrid i8 auf die Straße gebracht hat, sind der neue Umgang mit Materialien ungewohnter Formen zum Gesprächsstoff geworden. Quelle: obs

Wer emissionsarme Autos bauen will, der muss sich einiges einfallen lassen. Die EU schreibt vor, dass bis 2020 bezogen auf die Fahrzeugflotte eines Herstellers maximal 95 Gramm Kohlenstoffdioxid pro 100 Kilometer entstehen dürfen. Eine große Herausforderung für die Autobauer. Der Weg zum Ziel führt, neben effizienteren Motoren, über den Leichtbau. Die Rechnung ist einfach: Leichtere Autos verbrauchen bei gleicher Motorisierung weniger Treibstoff und haben obendrein bessere Fahrdynamikeigenschaften. Außerdem sparen die Hersteller Kosten, wenn sie weniger Material verbauen müssen.

Früher war Leichtbau nur ein Thema für den Motorsport. Seit etwa zehn Jahren wird er auch bewusst in Serienfahrzeugen umgesetzt. Aus gutem Grund: Seit den 1950er Jahren werden die Autos immer schwerer. Elektrisch verstellbare Sitze, elektrische Fensterheber, Airbags, Klimaanlage, ABS und andere Fahrerassistenzsysteme – alles, was das Auto bequem und sicher macht, macht es auch Kilo für Kilo schwerer. Leichtbau ist daher ökonomisch wie ökologisch die logische Konsequenz aus dem Zwang der Hersteller, bei neuen Produkten Kosten, Material und CO2-Ausstoß bei der Benutzung einzusparen.

BMWs Super-Hybrid-Sportler i8 im Detail
Im September 2013 stellte BMW den i8 auf der IAA vor. BMW-Chef Norbert Reithofer präsentierte dort das grüne Vorzeigemodell, mit dem Smog und Großstadtlärm der Vergangenheit angehören sollen. Im April hat BMW mit der Serienproduktion begonnen und im Juni 2014 rollen die neuen Elektroautos zum Händler. Vorbestellungen nimmt der Autobauer bereits seit Herbst 2013 entgegen. Schon jetzt sei absehbar, dass die Nachfrage in der Anlaufphase die Produktion deutlich übersteigen wird. Ein guter Grund, einmal zu schauen, was der Neue aus München so drauf hat. Quelle: Presse
Das Plug-in-Hybrid-System des i8 setzt sich aus einem Dreizylinder-Ottomotor mit einer Höchstleistung von 170 Kilowatt (231 PS) und einem maximalen Drehmoment von 320 Newtonmetern sowie einem Hybrid-Synchron-Elektromotor mit einer Höchstleistung von 96 Kilowatt (131 PS) und einem maximalen Drehmoment von 250 Newtonmetern zusammen. Quelle: Presse
Zur eDrive-Technologie gehört außerdem ein Lithium-Ionen-Hochvoltspeicher mit 5,2 Kilowattstunden und ein intelligentes Energiemanagement mit einer Gesamtleistung von 266 Kilowatt (362 PS). Quelle: Presse
Der Aufladevorgang der Batterie dauert zwischen zwei und drei Stunden. Die Lithium-Ionen-Batterie kann sowohl an einer ganz gewöhnlichen Steckdose als auch an speziellen Ladestationen für Elektroautos aufgeladen werden. Dazu gehört neben der öffentlichen Ladestation an Tankstellen auch die BMW i Wallbox. Quelle: Presse
Der i8 beschleunigt dank seines Antriebskonzeptes "eDrive" in 4,4 Sekunden von null auf 100 Stundenkilometer. Dabei verbraucht er im Durchschnitt nur 2,1 Liter Super pro 100 Kilometer. Im Berufsverkehr verbraucht der Wagen bei vollständig geladener Batterie weniger als fünf Liter Sprit. Quelle: Presse
Wer nicht nur innerhalb der Stadt, sondern auch auf Landstraßen und Autobahnen unterwegs ist, verbraucht immer noch weniger als sieben Liter Sprit auf 100 Kilometern. Und auch auf längeren Strecken mit höherer Geschwindigkeit sind immer noch weniger als acht Liter Verbrauch drin. Damit fallen die Verbrauchswerte des Plug-in-Hybrid-Modells insgesamt um rund 50 Prozent niedriger aus als bei herkömmlich angetriebenen Sportfahrzeugen. Quelle: Presse
Darüber hinaus verbraucht der i8 auf 100 Kilometern durchschnittlich 11,9 Kilowattstunden Strom und kommt auf eine CO2-Emission von 49 Gramm pro Kilometer. Quelle: Presse

Doch zu welchem Preis? Die Kundschaft möchte ein Auto, das wenig Sprit verbraucht und damit im Unterhalt günstig ist, gleichzeitig aber auch komfortabel, auf dem neuesten Stand der Sicherheitstechnik und mit möglichst hohem Restwert.

Stahl hat längst nicht ausgedient

Wie lässt sich das umsetzen? Wer Aluminium statt Stahl verbaut, kann rund 40 Prozent des Gewichts der Karosserie einsparen. Doch Aluminium oder auch Carbon sind teuer und müssen sinnvoll eingesetzt werden, um ihre Vorteile, wovon die Gewichtsersparnis ein wichtiger Aspekt ist, voll ausschöpfen zu können. Stahl hat als Material mitnichten ausgedient. So bieten hochfeste Stähle, die speziell für den Leichtbaueinsatz entwickelt wurden, ein exzellentes Verhältnis von geringem Gewicht – durch den möglichen dünnwandigen Einsatz – zu geringen Kosten. Und zwar gerade, wenn man sie mit Aluminium oder Karbon vergleicht.

Tatsächlich herrscht ein wahrer Wettbewerb der Werkstoffe wie Aluminium, Karbon, Glasfasern, die mit unterschiedlichen Materialeigenschaften punkten. Daher ist es wichtig, neben dem Material auch die Entwicklungsprozesse ins Auge zu fassen und genau zu analysieren, wie sich beispielsweise mit einem klügeren Design Gewicht sparen lässt.

Erst kam Alu, dann Karbon

Im Laufe der Jahre kamen immer wieder unterschiedlich radikale Leichtbauansätze der Automobilindustrie auf den Markt. Audi machte im Jahr 1993 den Anfang mit dem revolutionär leichten Alu-Space Frame. Und spätestens seit BMW Anfang des Jahres den rein elektrisch angetriebenen i3 und jetzt auch den Plug-in Hybrid i8 auf die Straße gebracht hat, ist der neue Werkstoff Karbon auch bei der Kundschaft bekannt. Im Gegensatz zum komplett aus Karbon gefertigten i8 ist die Bauweise des i3 zweigeteilt. Seine Fahrgastzelle besteht aus karbonverstärktem Kunststoff, Antriebstechnik und Fahrwerk dagegen aus Aluminium.

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