(01.06.2012)

Bei einem Elektroauto gilt es, so viel Gewicht wie möglich zu sparen – neue Materialien wie Carbon sind daher sehr interessant für Elektromobil-Hersteller.

Dies ist das Elektroauto von BMW: BMW i3

Die Batterieeinheit für ein Elektroauto wiegt je nach gewünschter Akkuzellenanzahl etwa 300 Kilogramm, da jedes KG im Auto eine kürzere Reichweite bedeutet, sollte ein Elektromobil so leicht wie möglich sein.
Um Gewicht zu sparen nutzt die Industrie beim Karosseriebau immer leichtere Materialien, aktuell gilt die Carbonfaser als der Hoffnungsträger schlecht hin. Denn sie ist besonders leicht, aber gleichzeitig fest.
Das Carbon, kurz CFK – kohlefaserverstärkter Kunststoff – ist noch immer teuer und aufwendig in der Herstellung. Neben der Werkstofftechnologie spielt bei solchen Innovationen die Montage eine wichtige Rolle: Derzeit arbeiten Forscher und Entwickler daran, automatisierte Produktionsprozesse zu entwickeln, die die Verwendung von Carbonbauteilen für Serienautos wirtschaftlich machen. Unter anderem haben die Forscher in Augsburg geeinsam mit der TU München und über 70 Partnern unter der Schirmherrschaft des Clusters „M-A-I Carbon“ in die Finalrunde geschafft.

„M-A-I Carbon“ steht für München, Augsburg, Ingolstadt Carbon – die Bayern profitieren dabei von der Nähe zu Herstellern wie EADS, Krauss Maffei und Kuka Industrieroboter.

Der große Vorteil der Carbonfaser ist, das diese besonders leicht, aber gleichzeitig fest ist. Dies liegt an ihrem sogenannten anisotropen Aufbau:
Die Fasern sind gerichtet und können damit maximale Stabilität bieten.

Professor Klaus Drechsler (Leiter der Fraunhofer-Projektgruppe Funktionsintegrierter Leichtbau in Augsburg) sagt über das Material Carbon:

„Bei hoher Festigkeit kann CFK ein enormes Maß an Energie aufnehmen“… „Selbst bei hohen Aufprallgeschwindigkeiten verformt es sich kaum.“

Der Werkstoff Carbon ist zwei Drittel leichter als Aluminium und hält 7 mal mehr Belastung aus, jedoch ist Carbon derzeit auch teurer: Es kostet 2- bis 3 mal so viel wie Aluminium und 30- bis 40-mal mehr als Stahl.
Der Grund für den hohen Preis liegt daran, das die Strukturen aus CFK bisher sehr oft in Handarbeit gefertigt werden müssen. Aus diesem Grund sind Carbonbauteile bisher vor allem in Rennwagen zu finden, im Prototyp Teewave AR1 aus Japan oder auch in wenigen Edelkarossen von Bugatti und Bentley sowie im SL von Daimler. Jedoch ändert sich das langsam: BMW hat angekündigt, 2013 mit dem Elektroauto i3 ein leichtes, mit einer Carbonkarosserie ausgestattetes Elektrofahrzeug auf den Massenmarkt.

Einer der Nachteile von Carbon ist, das derzeit große Mengen an Ausschuss anfallen und dies CFK noch teurer als Stahl macht, der leichter wieder verwendet werden kann. Der immense Einsatz von Energie zur Herstellung und auch der hohe Anteil an Handarbeit treiben die Kosten für Karbon in den Fahrzeugen in die Höhe.

Letztendlich kann man -wie bei der Batterie- darauf hoffen, das auch Carbon günstiger wird, damit dies in viel mehr Elektroautos eingebaut werden kann.

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Kai
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