Elektromobilität made in Aachen

03.05.2011

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Die RWTH Aachen bietet mit dem StreetScooter einen neuen Ansatz einer ebenso bezahlbaren wie umweltfreundlichen E-Mobilität. In enger Kooperation mit der mittelständischen Industrie, mit Designern, Entwicklern und Konstrukteuren entwickelt Prof. Dr.-Ing. Achim Kampker vom Lehrstuhl für Produktionsmanagement am Werkzeug-maschinenlabor (WZL) eine neue Form von Elektrofahrzeug. Das Konzept umfasst ebenso innovative Fahrzeugideen und Produktionsweisen wie neuartige Wege des Batteriemanagements und der -finanzierung. Rund 5.000 Euro plus Batterieleasing soll das E-Mobil made in Aachen kosten, wenn es nach einer Kleinserie von 2.000 Exemplaren in die Serienproduktion geht.

 

„Unser Ziel ist es, eine weitere Facette der Elektromobilität zu verdeutlichen, die bislang kaum berücksichtigt wurde“, fasst Professor Kampker die grundsätzliche Ausrichtung des Projekts zusammen. „Einerseits beziehen wir gezielt mittelständische Firmen ein und qualifizieren sie durch die Mitarbeit im Konsortium für hochkomplexe Entwicklungs- und Produktionsschritte. Andererseits bereiten wir das gewonnene Wissen aus diesem Projekt für die gesamte Wirtschaft auf, also auch für die großen Automobilhersteller, die davon profitieren können“, schildert der Geschäftsführer der StreetScooter GmbH. Aus seiner Sicht wird dadurch insgesamt die Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandortes Deutschland gesteigert.

Eine offene Technologieplattform für eine markenlose Fahrzeugentwicklung

Wie geschieht dies konkret? Alle beteiligten Unternehmen und Forschergruppen testen auf einer offenen Technologieplattform die Rahmenbedingungen einer markenlosen Fahrzeugentwicklung. Die Spannbreite reicht dabei von der ersten Ideengenerierung bis hin zur konkreten Produzierbarkeit. „Damit lässt sich der gesamte Entwicklungsprozess wissenschaftlich begleiten und aufarbeiten“, so Professor Kampker. Die Durchgängigkeit der Forschung bis hin zur Fertigung ist für den Maschinenbauer ein ganz wichtiges Element: Dadurch ist nicht nur gewährleistet, dass die gesamte Prozesskette in allen ihren Facetten und gegenseitigen Beeinflussungen durchdrungen wird. Die wissenschaftliche Durchdringung befähigt darüber hinaus die Partner zu wettbewerbsfähigerem Denken und Handeln. Und stellt die Verbreitung des Wissens für die gesamte Industrie sicher. „Mit anderen Worten: Wir betreiben hier eine Qualifizierung des Mittelstandes, indem wir das technologische Rüstzeug für den Automobilbau der Zukunft mit ihm entwickeln“, so Kampker.

Es gibt drei Varianten der Teilnahme an dem Projekt:

• Die Firmen können sich als Mitgesellschafter mit finanziellem Einsatz einbringen und dafür neben der konkreten Kooperation auch an der Projektgestaltung mitwirken.

• Die Unternehmen können mit Teilprojekten einsteigen, die passgenau dort in den Gesamtprozess eingebunden werden, wo die Kompetenzen des Konsortialpartners liegen.

• Die KMUs können mit einzelnen Aufgaben und Fragestellungen kleineren Umfangs auf zeitlich befristeter Basis einsteigen.

„Eine integrierte Produkt- und Prozessplanung wird in Zukunft wohl entscheidend dafür sein, ob Deutschland wettbewerbsfähig bleibt“, ist Professor Kampker überzeugt. Genau diese integrierte Herangehensweise hat sich bereits im RWTH-Exzellenzcluster „Produktionstechnologie für Hochlohnländer“ bewährt und wird nunmehr auf den StreetSooter übertragen. „Wenn ich nicht im Vorfeld die späteren Optionen der Fertigung in die Produktgestaltung einbeziehe“, erläutert Kampker, „dann sind bereits viele Kosten und Verfahren im Prozess vorgegeben. Ich schränke also automatisch meine Spielräume unnötig ein. Unser neuer Ansatz erlaubt nunmehr eine Optimierung des gesamten Prozesses, indem jeder Schritt in seinen Auswirkungen auf den folgenden Weg überprüft wird.“ Dabei erscheint es nur konsequent, dass zur Verifizierung und Abrundung des Projekts auch die Realisierung in der Kleinserie erfolgt. Darin sieht Kampker ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal des Aachener Ansatzes.

Der StreetScooter spart bei den Kosten und nicht beim Know-how

Bei den momentan auf dem Markt verfügbaren Elektrofahrzeugen handelt es sich meist um umgerüstete Modelle ausgelegt auf den konventionellen Verbrennungsmotor. Die Aachener Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen einen komplett anderen Weg: Der StreetScooter ist ein vollständig neu entwickeltes Fahrzeug, das nach den Prinzipien des Purpose-Designs konzipiert wird. Ziel ist es, ein zuverlässiges und sicheres Auto für die urbane Nutzung zu entwickeln, das bezahlbar ist und gleichzeitig Fahrspaß bietet. Dabei bringen RWTH-Experten unterschiedlicher Disziplinen ihr Fachwissen ein. „Die Entwicklung des StreetScooters ist so nur möglich, weil wir hier an der Hochschule angefangen von allen relevanten Ingenieurdisziplinen bis zu den betriebswirtschaftlichen Kompetenzen alle Professionen haben, die für das Gesamtkonzept eine Rolle spielen“, sagt Fabian Schmitt, Leiter der Geschäftsstelle Elektromobilität der RWTH.

Diese nutzungsorientierte Herangehensweise und die enge Zusammenarbeit mit den Industriepartnern führt zu einer Vielzahl innovativer Lösungen. Dabei hatten alle von Anfang an die Kosten im Blick. So wird der StreetScooter über ein modulares Batteriesystem verfügen, das im Unterboden des Fahrzeugs untergebracht ist. Den Bau der Lithium-Ionen-Zellen übernimmt ein mittelständisches Unternehmen aus Lübeck. Die Kunden können wählen, ob sie ein, zwei oder drei Batterien brauchen, die jeweils für eine Reichweite von rund 45 Kilometern sorgen. Damit passen sich die Kosten den Bedürfnissen der Verbraucher an, denn die meisten täglichen Fahrten reichen nur knapp zehn Kilometer weit. Um die Lebensdauer der Batterie oder ein fachgerechtes Recycling brauchen sich die Nutzer keine Sorgen zu machen, da die Energiespeicher geleast werden.

Auch in Sachen Komfort und Sicherheit werden die Fahrerinnen und Fahrer des StreetScooters keine Abstriche machen müssen. Das Fahrzeug ist mit zwei Front-Airbags sowie ABS und ESP ausgestattet. Mit einer Batterie-Spannung von 60 Volt besteht zudem im Falle eines Unfalls keine Gefahr für Rettungskräfte, und auch das Servicepersonal in den Werkstätten braucht keine spezielle Ausbildung.

Ein weiteres Beispiel ist das intelligente Thermomanagement, das für angenehme Temperaturen im Innenraum sorgt. Herkömmliche Klimaanlagen würden bei großer Wärme und Kälte ähnlich viel Energie verbrauchen wie der Antrieb.

Der Prototyp des StreetScooters wird als 3+1-Sitzer gebaut, der noch Raum für einen Kindersitz bietet. Das modulare System ermöglicht künftig eine Modellpalette vom kompakten Zweisitzer oder Cabrio bis zum Nutzfahrzeug. Die Basis dafür liefert unter anderem ein Rahmen aus Stahlprofilen, der relativ unkompliziert verlängert werden kann. Wie bei diesen Elementen greifen die Ingenieure überall wo es möglich ist auf Standardprodukte zurück, die zum Teil adaptiert oder leicht modifiziert werden. Das optimiert die Kosten. Gleiches gilt für den Bau des Autos: Gemäß dem innovativen Produktionskonzept wird der StreetScooter mit 20 statt der üblichen 100 Montagestationen auskommen.

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