Akkus & Super Caps

Neue Technologien für moderne Antriebskonzepte

16.10.14 | Autor / Redakteur: Uwe Rahn * / Margit Kuther

Elektroauto: Mit rund 400.000 Elektroautos weltweit Anfang 2014 hat sich deren Zahl im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt (ZSW).
Elektroauto: Mit rund 400.000 Elektroautos weltweit Anfang 2014 hat sich deren Zahl im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt (ZSW). (Bild: Alessandro Viapiano / Rutronik)

Was hat Design mit Elektromobilität zu tun? Wird es als reine Gestaltung von Formen verstanden, ist die Aufgabenstellung konservativ.

Elektroautos müssen sich bewegen und sich in unser ästhetisches Bild eines modernen Automobils einfügen. Wird Design hingegen als echte Zukunftsgestaltung interpretiert, geht es nicht um das Verkleiden von Funktionalitäten, sondern um das Entwickeln ganzheitlicher Systeme – und davon hängt der Erfolg der Elektromobilität maßgeblich ab.

Mit rund 400.000 Elektroautos weltweit Anfang 2014, so das Zentrum für Sonnenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), hat sich deren Zahl im Vergleich zum Vorjahr verdoppelt. Ein respektables Wachstum, jedoch auf denkbar niedrigem Niveau.

Ganz vorn im Nachfrage-Ranking fahren laut ZSW derzeit die USA, Japan und China; Deutschland kurvt auf Platz sieben herum. Hier bewegen sich nach Zählung des ZSW rund 17.500 Elektroautos und Plug-in-Hybride auf den Straßen. Damit ist Deutschland weit entfernt von der Million Elektroautos, die die Bundesregierung für 2020 als Zielgröße ausgegeben hat.

Design für die Autofahrer von morgen

Dabei besteht unter den Fachleuten Einigkeit, dass Elektromobilität einen wesentlichen Anteil am Mobilitätsmix der Zukunft einnimmt. Auf dem Weg dahin gilt es jedoch nicht nur technische Herausforderungen zu lösen, auch das Business-Modell ist überholt.

Da Marke und Design bislang zu den wesentlichen Kauffaktoren zählten, haben sich Hersteller darauf spezialisiert, ihre Modelle unverwechselbar zu machen. Etwa der Kühlergrill wurde zum „Gesicht“ der Marke.

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Doch Elektrofahrzeuge benötigen nicht nur keinen Kühlergrill, sondern stellen generell andere Anforderungen an Fahrzeugaufbau und Konfiguration. Außerdem gilt es, Käufer auf das gänzlich andere Fahrverhalten vorzubereiten. Denn während herkömmliche Modelle mit Vibrationen und Lautstärke ihre Kraft spürbar machen, schweben die Elektromobile nahezu. Viele Fahrer fühlen sich dadurch irritiert, nicht wenigen fehlt etwas.

Technische Herausforderungen für die Leistungselektronik

Doch selbst Interessenten, die der Elektromobilität positiv gegenüber stehen, bremsen aufgrund der höheren Anschaffungskosten häufig ab. Damit stehen Hersteller vor der Aufgabe, die Total Cost of Mobility ins Bewusstsein zu rücken und Lösungen anzubieten, mit denen sich die Elektrofahrzeuge möglichst schnell amortisieren. Hinzu kommt, dass es auf längere Sicht immer weniger Autokäufer geben wird:

Dienste wie Watchever, Maxdome oder Spotify zeigen, dass es der jüngeren Zielgruppe nicht mehr wichtig ist, ein Video, Musikalbum oder Auto zu besitzen. Sie holt es dann und dort ab, wann und wo sie es gerade braucht. Damit ist es an den Autobauern, die sinkende Markenbindung durch andere Vorteile wettzumachen – eine umfassende Designaufgabe.

Auf der technischen Seite ist die Leistungselektronik das Schlüsselelement für die Elektromobilität. Sie umfasst hier den Inverterantrieb selbst und das Batteriemanagementsystem. Ihre Hauptaufgabe ist es, die Effizienz des Gesamtsystems zu steigern und die Lebensdauer zu erhöhen. Diese Faktoren stehen häufig im Widerspruch, denn höhere Schaltfrequenzen in Invertern sorgen für mehr Effizienz, aber auch für höhere Junction-Temperaturen.

Und dies führt oftmals zu einer kürzeren Lebensdauer der Leistungshalbleiter. Abhilfe schaffen Komponenten mit geringen Schaltverlusten, die eine höhere Leistungsdichte und kompaktere Designs mit geringeren Anforderungen an das Thermomanagement ermöglichen, wie die SiC IGBTs. Damit steigt auch die Langlebigkeit der Komponenten und des Gesamtsystems.

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