Die Karosserie des zweisitzigen SLRV ist 3,8 Meter lang und niedrig gehalten, um einen möglichst geringen Luftwiderstand zu erreichen. Zudem ist ein geringes Gewicht entscheidend für einen niedrigen Energieverbrauch. Auch bei elektrifizierten Fahrzeugen mit Rekuperation können, je nach Fahrzyklus, bis zu 93 Prozent des Energieverbrauches gewichtsabhängig sein . Eine geringe Karosseriemasse ermöglicht es außerdem, kleine und kostengünstige Antriebskomponenten zu verwenden, und führt so zu sekundären Leichtbaueffekten .
Nach ersten Simulationsergebnissen verbraucht das SLRV voraussichtlich nur halb so viel Wasserstoff wie ein konventioneller Pkw mit Brennstoffzellenantrieb.
Sandwichbauweise: leicht, günstig, sicher
Um das Ziel einer leichten und sicheren Bauweise, die trotzdem kostengünstig ist, zu erreichen, wurde die sogenannte metallische Sandwichbauweise entwickelt (s. Abb. 2): Die Bauteile bestehen aus metallischen Decklagen und Kunststoffschaum als Kernwerkstoffen. Der Vorder- und der Hinterwagen des SLRV sind aus Sandwichplatten zusammengesetzt und dienen als Crashzonen (vgl. ). Dort ist auch ein Großteil der Fahrzeugtechnik untergebracht.
Die Fahrgastzelle besteht aus einer Wanne mit einer aufgesetzten Ringstruktur. Diese nimmt die Kräfte auf, die während der Fahrt auf das Auto wirken, und schützt die Insassen bei einem Crash. Durch die Wanne können Baugruppen, die in der Fahrgastzelle einer konventionellen Karosserie einzeln vorkommen, wie zum Beispiel Stirnwand, Rückwand, Schweller oder Boden, zu einer einzelnen Baugruppe zusammengefasst werden, was die Komplexität sowie die Anzahl der Fügestellen deutlich reduziert.
Ähnliche Vorteile bietet die Verwendung der nach oben öffnenden Haube in Verbindung mit einem Überrollbügel: Durch sie können Türen, Dachholme, A- und C-Säulen und Dachstruktur zu einer Baugruppe verbunden werden. Bisher kommen Strukturen aus Sandwich-Materialien noch nicht in der Serienfertigung von Fahrzeugen vor. Das DLR hat ihr Potenzial aufgezeigt und arbeitet im nächsten Schritt daran, die dazugehörigen Fertigungstechnologien zu optimieren.
Crashverhalten bei einem Frontalaufprall
Das Crashverhalten der Karosserie des SLRV bei einem Frontalaufprall nach US-NCAP wurde analysiert und dokumentiert. Solch ein Crash entspricht einem Aufprall des Fahrzeugs auf eine starre Wand bei 56 km/h. Crashbox und Vorderwagen des SLRV werden dabei gleichmäßig deformiert und nehmen die Crashenergie auf. Die Fahrgastzelle wird nicht verformt, so dass der Überlebensraum für die Insassen nicht eingeschränkt ist.
Wichtig für das Crashverhalten ist auch das Fahrwerkskonzept des SLRV. Das Fahrwerk ist so ausgelegt, dass sich die Räder im Crashfall lösen und an der Karosserie vorbeigeführt werden (vgl. ). Dadurch wird die Fahrgastzelle nicht durch das Rad getroffen und kann leichter ausgelegt werden.
Zero Emission: Brennstoffzellen-Batterie-Hybrid
Um möglichst ressourcenschonend unterwegs zu sein, verfügt das SLRV neben der sehr leichten Karosserie auch über einen hocheffizienten Hybridantrieb. Der Antriebsstrang des SLRV beinhaltet eine kleine Brennstoffzelle mit 8,5 Kilowatt Dauerleistung und eine Batterie, die zum Beschleunigen zusätzliche 25 Kilowatt Leistung liefert und außerdem beim Bremsen Energie durch Rekuperation speichern kann. Diese Kombination wiegt weniger als herkömmliche Batteriesysteme, sorgt für eine Reichweite von rund 400 Kilometern und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von 120 Kilometern pro Stunde. Mit an Bord zwischen den beiden Sitzen ist ein 39 Liter fassender Drucktank, der 1,6 Kilogramm Wasserstoff bei 700 bar speichern kann.
Abb. 3: Antriebsstrang des SLRV
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Anwendungsbeispiele und Weiterentwicklung
Die Besetzung von Pkw im deutschen Straßenverkehr liegt im Durchschnitt bei 1,46 Personen . Das SLRV wurde daher gezielt als leichter Zweisitzer ausgelegt, der aufgrund seines geringen Energieverbrauches und seines Brennstoffzellensystems trotzdem eine vergleichsweise hohe Reichweite bietet. Das SLRV eignet sich somit zum Beispiel als Pendlerauto, als Zubringer im öffentlichen Nahverkehr, als Carsharing-Fahrzeug oder Firmenwagen – vor allem in urbanen Randgebieten oder im außerstädtischen Bereich. Es kann den öffentlichen Nahverkehr in einer Vorstadt- oder ländlichen Umgebung ergänzen, als zweites Auto genutzt werden und ist durch die schnelle Wasserstoffbetankung gut für Carsharing-Dienste geeignet.
Hinsichtlich der Anschaffungskosten rechnet das SLRV-Team zurzeit mit circa 15.000 Euro. Bei einer Laufleistung von 300.000 Kilometern ergibt sich so bei einer Nutzungsdauer von zehn Jahren ein Preis von circa zehn Cent pro Kilometer.
Aktuell laufen Gespräche mit Firmen, mit dem Ziel, das SLRV zu einem Serienfahrzeug weiterzuentwickeln. Dazu wurde bereits eine Absichtserklärung mit der Firma blu-power unterzeichnet.
Literatur
Friedrich, H. E., & Hülsebusch, D. (2010). Elektro-Fahrzeugkonzepte und Leichtbau, ZfAW Zeitschrift für die gesamte Wertschöpfungskette Automobilwirtschaft 4/2010
Brückmann, S.: Strukturen zur Energieumwandlung in Polyurethanschaum-Aluminium-Sandwich Bauweise unter Berücksichtigung spezifischer Versagensmodi, Dissertation, Feb. 2017
Eckstein, L.; Göbbels, R.; et al.: Analyse sekundärer Gewichtseinsparpotenziale in Kraftfahrzeugen, ATZ 01/2011
Kriescher, M.; Scheibe, S.; et al.: Development of the Safe Light Regional Vehicle (SLRV) vehicle concept within the DLR Next Generation Car (NGC) project. 32nd Electric Vehicle Symposium, Lyon (2019)
www.bundestag.de/webarchiv/presse/hib/2018_03/548536-548536, abgerufen am 29.08.2022
Autor. Michael Kriescher
DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte, Stuttgart Michael.Kriescher@dlr.de
