DLR-Forscher entwickeln leichte, sichere Elektroauto-Karosserie

Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickeln im Rahmen des Pojekts Next Generation Car (NGC) ein neues Konzept für elektrische Kleinfahrzeuge für den innerstädtischen und regionalen Pendelverkehr mit Fokus auf Leichtbau und Sicherheit: das Safe Light Regional Vehicle (SLRV).

„Der Schwerpunkt beim SLRV liegt darauf, eine sehr leichte Karosserie zu bauen, um so möglichst ressourcenschonend unterwegs zu sein. Gleichzeitig wollen wir eine sehr hohe passive Sicherheit bieten, was bestehende Fahrzeuge in diesem leichten Fahrzeugsegment oft nur unzureichend tun“, erklärt Dr.-Ing. Gerhard Kopp vom DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte.

Basierend auf einem kompakten elektrischen Antriebsstrang, der von einer Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird, soll das SLRV rund 400 Kilometer Reichweite bieten und vorwiegend als Pendler- und Zubringer-Auto dienen. „Zum Beispiel, um vom Umland in die Großstadt zu gelangen oder im Umland unterwegs zu sein – also überall dort, wo der öffentliche Nahverkehr nicht flächendeckend ausgebaut ist“, so das DLR.

Um einen möglichst geringen Luftwiderstand zu erreichen, ist die Karosserie des zweisitzigen SLRV flach und langgestreckt. Mit rund 80 Kilogramm Gewicht ist sie sehr leicht, dank „Sandwich-Bauweise“ laut dem DLR aber auch sehr sicher und günstig zu fertigen. Das eingesetzte Material besteht aus einer metallenen Decklage und einem Kunststoffschaum im Inneren. Der Vorder- und Hinterwagen des SLRV mit einem Großteil der Fahrzeugtechnik sind aus Sandwich-Platten zusammengesetzt und dienen als Crashzonen. Die Fahrgastzelle besteht aus einer Wanne mit einer aufgesetzten Ringstruktur. Diese nimmt die Kräfte auf, die während der Fahrt auf das Auto wirken, und soll die Insassen bei einem Crash schützen.

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„Bisher kommen Strukturen aus Sandwich-Materialien noch nicht in der Serienfertigung von Fahrzeugen vor. Es besteht großer Forschungsbedarf, um das Verhalten solcher Strukturen zu charakterisieren und herauszufinden, wie man mit ihnen am besten baut“, sagt Michael Kriescher, der das SLRV-Projekt leitet. „Wichtig ist dabei vor allem das Verhalten von Sandwich-Strukturen bei Belastungen bis hin zum Extremfall, dem Crash.“

Um ihre digitalen Berechnungen zu prüfen, haben die DLR-Wissenschaftler zwei Prototypen gebaut und auf der hauseigenen Crashanlage des Instituts für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart getestet. „Wir haben einen Frontal- und einen Pfahlcrash durchgeführt, ähnlich wie sie auch in der Automobilindustrie vorkommen. Der Pfahlcrash ist dabei besonders schwierig für jede Karosserie. Er simuliert den seitlichen Aufprall eines Fahrzeugs auf einen harten Gegenstand, wie beispielsweise einen Baum“, beschreibt Kriescher. Für diesen Crash haben die Forscher die SLRV-Karosserie auf einen feststehenden Schlitten geschraubt. Das pfahlähnliche Hindernis wurde auf einem beweglichen Schlitten angebracht, den ein Katapult innerhalb weniger Meter auf eine Geschwindigkeit von fast 30 Stundenkilometern beschleunigte und auf die Karosserie treffen ließ.

Fahrfähiges Fahrzeug & weitere Modelle geplant

„Beide Crashversuche haben gut funktioniert und uns viele interessante Ergebnisse gebracht, die wir jetzt mit unseren Simulationen vergleichen. So können wir die Karosserie des SLRV Schritt für Schritt weiterentwickeln und gezielt verbessern“, fasst Kriescher die Tests zusammen. Als nächster Meilenstein soll ein fahrfähiges Forschungsfahrzeug entstehen.

Im Großprojekt NGC entwickeln insgesamt 20 DLR-Institute gemeinsam Technologien für Straßenfahrzeuge der übernächsten Generation. Neben dem SLRV gibt es zwei weitere Fahrzeugkonzepte mit Fokus auf dem Trend zur Urbanisierung: das Urban Modular Vehicle (UMV) als modular aufgebautes Stadtauto für private wie kommerzielle Anwender sowie das für weitere Strecken zwischen Ballungsräumen entworfene Inter Urban Vehicle (IUV).