Urbane Mobilität der Zukunft: Forscher präsentieren innovatives Elektrofahrzeugkonzept

Die urbane Mobilität von morgen steht vor vielen Herausforderungen: Dazu zählen ein zunehmendes Verkehrsaufkommen und dadurch bedingte Staus, Belastungen für Umwelt und Gesundheit, stetige Urbanisierung und der demographische Wandel.

In diesem Kontext untersuchte das Innovationscluster „Regional Eco Mobility 2030 (REM 2030)“, zu dem sich das Fraunhofer ISI, ICT, IOSB und IWM sowie drei Institute des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zusammengeschlossen haben, wie die Mobilität in Zukunft zugleich effektiver und nachhaltiger sein kann.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stützen sich auf einen systemischen Ansatz: Neben Hard- und Software werden auch Orgware-Lösungen wie neue Mobilitätskonzepte oder die Nutzerakzeptanz als integraler Bestandteil für eine effiziente Individualmobilität angesehen. Auf dem Symposium „Urbane Mobilität der Zukunft“ werden nun alle Ergebnisse zu den drei Mobilitätsbereichen Hard-, Soft- und Orgware vorgestellt.

Wie Dr. Lars Fredrik Berg, Projektleiter in der Fraunhofer-Projektgruppe „Neue Antriebssysteme NAS“ am Fraunhofer ICT erklärt, zielt die im Rahmen von REM 2030 entwickelte Hardware in erster Linie auf die Reduzierung lokaler Emissionsbelastungen ab: „Ein Schwerpunkt des Forschungsprojekts liegt in der Entwicklung eines alternativen und emissionsfreien Fahrzeugkonzepts, das speziell für die Nutzung in urbanen Räumen konzipiert ist.

Das Herzstück ist der Antriebsstrang bestehend aus Elektromotor und Getriebe. Beim Motor handelt es sich um eine permanenterregte Synchronmaschine mit Einzelzahnwicklung, die auf hohe Leistungsdichte und Effizienz optimiert wurde. Das maximale Drehmoment von 90 Nm des Elektromotors mit einer Dauerleistung von 70 kW wird über ein ebenfalls im Projekt entwickeltes, schaltbares Getriebe mit zwei Gängen und ein offenes Differenzial auf die Vorderräder des Fahrzeuges übertragen.“

Laut Berg verzichtet das Motorkonzept bewusst auf aufwendige Bauteile und spart dadurch Materialkosten ein. Um die rein elektrische Reichweite von 80 Kilometer auf über 200 auszuweiten, kommt eine Methanol-Brennstoffzelle als Reichweitenverlängerer zum Einsatz. Durch die Nutzung von Strom aus Erneuerbaren Energien und Methanol aus Biomasse fallen die Emissionen insgesamt sehr gering aus.

Entwicklung innovativer Elektrofahrzeug-Komponenten

Neben dem Elektromotor wurden für das REM 2030-Fahrzeugkonzept auch andere Bauteile wie etwa eine Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterie mit einer Nettokapazität von 11,8 kWh, eine Leistungselektronik-Einheit mit zugehöriger Peripherie um eine DC/DC-Wandlung, ein Thermomodul zur Deckung des Heiz- und Kühlbedarfs der Batterie und des Fahrzeuginnenraums oder ein Tank für das Methanol-Wassergemisch entwickelt.

Neben der Konzeption und Herstellung innovativer Einzelkomponenten, die teilweise zusammen mit externen Industriepartnern erfolgte, bestand ein weiteres zentrales Projektvorhaben in deren Integration in eine Kleinfahrzeugplattform.

Prof. Dr. Martin Wietschel, Leiter des Geschäftsfelds Energiewirtschaft am Fraunhofer ISI, betont, dass neben den rein technischen Innovationen ebenfalls Soft- und Orgware-Lösungen zur Effektivität der urbanen Mobilität beitragen: „Das Forschungsprojekt REM 2030 verfolgt einen neuen Mobilitätsansatz, der sich aus dem Zusammenspiel dreier Fahrzeugkonzepte ergibt: Dabei kommen elektrische Fahrräder auf kürzeren Strecken, speziell für die Stadt entwickelte Kleinst-Elektrofahrzeuge sowie herkömmliche Autos für weitere Strecken zum Einsatz.“

Damit sich diese unterschiedlichen Fahrzeuge effektiv nutzen lassen, müssen diese laut Wietschel durch Software noch besser untereinander sowie mit Carsharing-Angeboten und dem öffentlichen Nahverkehr verbunden werden. Erst diese intelligente Vernetzung könne dazu führen, dass die Nutzer die verschiedenen Mobilitätssysteme akzeptieren und sie auch kombinieren.

Große Bereitschaft zur Nutzung verschiedener Verkehrsmittel

Das Projekt REM 2030 gibt zudem Auskunft darüber, wie es aktuell um die Akzeptanz der Nutzer gegenüber der Elektromobilität sowie um das Mobilitätsverhalten von Bürgerinnen und Bürgern in Baden-Württemberg steht: So zeigen beispielsweise Daten aus einer Interviewstudie mit 22 Familien aus Karlsruhe, Freiburg und Stuttgart, dass diese bereits heute auf unterschiedliche Verkehrsmittel zurückgreifen und im Alltag weitgehend autofrei unterwegs sind.

Die Untersuchung führt aber gleichzeitig zur Erkenntnis, dass die Elektromobilität noch mit Akzeptanzproblemen zu kämpfen hat und die befragten Personen nicht per se davon überzeugt waren, dass elektrisch betriebene Fahrzeuge umweltfreundlicher sind als konventionelle.

Zusammengenommen unterstreichen alle Ergebnisse des Forschungsprojekts REM 2030, dass die urbane Individualmobilität der Zukunft zugleich von technischen Innovationen, einer intelligenten Anwendung, Wirtschaftlichkeit und einer stärkeren Berücksichtigung von Nutzerbedürfnissen gekennzeichnet sein sollte. Künftige Mobilitätskonzepte sollten hier ansetzen und die Attraktivität und Effizienz kombinierter Fortbewegungsmöglichkeiten hervorheben. Der Trend, Mobilität immer stärker als Dienstleistung und abgekoppelt vom Fahrzeugbesitz zu sehen, könnte dabei ein entscheidender Wegbereiter für die Mobilität der Zukunft sein.

http://www.rem2030.de/rem2030-de/index.php
http://www.rem2030.de/rem2030-de/Symposium.php