TEIL C

Elektromobile und Hybridfahrzeuge

Elektromobilität – Wettbewerbe, Rennen und Rekorde

Eine erste Runde der Wettbewerbe, Rennen und Rekorde findet bereits zur Zeit der vorletzten Jahrhundertwende statt: Die nach ihrem Designer Henry M. Joel benannten Elektroautos der National Motor Carriage Syndicate Ltd. in London werden bekannt, da sie das Rennen von London nach Brighton mit einer einzigen Batterieladung durchfahren.

Und als weltweit erstes Fahrzeug überschreitet die La Jamais Contente (‚niemals zufrieden’) von Camille Jénatzy aus Brüssel, der aufgrund seines roten Bartes und seines verwegenen Fahrstils der ‚Rote Teufel’ genannt wird, am 29. April 1899 die bis dahin unerreichte Geschwindigkeitsgrenze von 100 km/h. Sein mit Akkumulatoren betriebenes Fahrzeug erreicht eine Geschwindigkeit von genau 105,88 km/h. Ein Nachbau dieses Elektrofahrzeugs ist heute übrigens im Automobilmuseum von Compiègne zu sehen.

Knapp 100 Jahre später findet 1985 die erste Tour de Sol von Romanshorn nach Genf statt, bei der sich Fahrzeuge beteiligen, die mit Solarzellen ausgestattet sind. 1987 wird zum ersten Mal die World Solar Challenge veranstaltet – auf einer Streckenlänge von 3.000 km von Nord nach Süd quer durch Australien. An diesem ersten Langstreckenrennen beteiligen sich 22 Teams aus 7 Nationen, und Gewinner ist der GM Sunraycer aus den USA mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 66,904 km/h. Das gemeinsam mit Huges Electronics entwickelte und von Paul McCready und seinem Team gebaute Solarrennauto, in das GM etwa 15 Mio. $ gesteckt hat, ist mit 72.000 Solarzellen auf rund 8 m² sowie Kaliumarsenid-Batterien ausgestattet. Es erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von 113 km/h.

1988 gibt es bereits mehrere europäische und internationale Wettbewerbe, und 1989 wird die 1. Alpine Solarmobil-Europameisterschaft gestartet. Gewinner ist das Fahrzeug des Schweizers Erwin Hungerbühler. An der 5. Tour de Sol im Jahr 1989 nehmen schon 86 Solarmobile der verschiedenen Kategorien teil. In diesem Jahr kommen als neue Wettbewerbe die 1. Austro Solar, der 1. Hanse Solar Cup, und die 1. Solar+Mobil Frankfurt hinzu. Über die weitere Entwicklung berichte ich ausführlich unter Elektromobile und Hybridfahrzeuge – bei Gelegenheit werde ich eine entsprechende Zusammenfassung in diesem Kapitel nachreichen.

Die nun folgende Übersicht 2008 - 2010 wurde von Koautor Rolf Seiler beigesteuert und soll in Zukunft komplettiert und aktualisiert werden.

Januar 2008

Zum zweiten Mal in einem Monat hat Dennis ‚Kilowatt’ Berube im fünften Rennen der Southwestern International Raceway in Tuscon den Geschwindigkeitsrekord mit einem Elektodragster verbessert: 0,4 km in 7,956 Sekunden (zuvor 9,100 Sekunden).

Der Eliminator V verwendet Lithium-Batterien von Altaimano. Die Batterien lassen sich in nur 15 Minuten mit einem modifizierten PipePro-Generator aufladen, der 18 kW Leistung erzeugt.

Januar 2008

Taiwan steht vor der Markteinführung eines solar angetriebenen Mobils. Der Prototyp, der 250 kg wiegt und eine Maximalgeschwindigkeit von 70 Km/h erreicht, wurde erstmalig während der World Solar Challenge 2007 vorgestellt.

Das Dach des Fahrzeugs ist mit satellitentauglichen Solarzellen für die Stromerzeugung bestückt. Seine Lithium-Polymer-Batterien erlauben voll aufgeladen eine Betriebsdauer von 3 Stunden. Die Fahrzeugteile bestehen aus Nomex honeycomb, einem leichten, feuerresistenten und sehr widerstandsfähigem Material. Der ursprünglich von Dupont entwickelte Werkstoff wird zumeist in Luft- und Raumfahrtkomponenten verbaut.

Entwickelt wurde das Solarmobil von den Forschern der National Kaohsiung University of Applied Sciences. Es ist von dem Apollo Solar Car inspiriert. Das Apollo Solar Car Team, gegründet 1998, war das erste Solar Auto Team in Taiwan.

Der Taiwan Solar Car 2 belegt bei der Panasonic World Solar Challenge 2008 von Darwin nach Adelaide den 2. Platz – eine konsumerorientierte Version soll nun zu einem Preis von 25.000 $ auf den Markt kommen (was dann allerdings doch nicht passiert).

März 2008

Zwei Elektromobile gewinnen je 2,5 Mio. $ beim Progressive Automotive X Prize, einem internationalen Wettbewerb für supereffiziente Fahrzeuge. Das Mobil Wave II der Firma Li-ion Motors in Mooresville, North Carolina, zeigt Windkanalwerte, die früher nur mit einem motorradähnlichen Gefährt möglich waren.

Das Fahrzeug hat alle Komfortmerkmale wie Heizung, Klimaanlage, elektrische Fensterheber, GPS und einen großen Kofferraum. Die Anfangsreichweite mit dem ‚minimum battery pack’ beträgt 192 km und kann bis auf 480 km pro Ladung ausgebaut werden.

Das zweite Fahrzeug ist der Schweizer X-Tracer (E-Tracer 7009), ein batteriegetriebenes Hochleistungsfahrzeug mit geschlossener Kabine und geringem Rollwiderstand, ausgelegt für 2 Personen mit Wochenendgepäck. Die günstige Aerodynamik wird durch die Sitzposition des zweiten Passagiers hinter dem Fahrer und der dadurch erzielten Luftwiderstandsreduktion von 50 % gegenüber der side-by-side seating Position erreicht.

Bei Autobahngeschwindigkeit läuft der X-Tracer auf zwei Reifen wie ein Motorrad, während, bei niedrigeren Geschwindigkeiten oder rutschigem Boden in weniger als einer halben Sekunde seitliche Stützräder ausgefahren werden.

Der geringe Energieverbrauch erlaubt bei Autobahngeschwindigkeiten einen ausschließlich elektrischen Antrieb mit Reichweiten von über 240 km bei weniger als 10 kW Leistung. Die Spitzengeschwindigkeit liegt bei über 190 km/h, und die Beschleunigung von 0 auf 100 km/h erfolgt in weniger als 15 Sekunden, was für Elektrofahrzeuge als ziemlich langsam gelten kann.

April 2008

Das Solarmobil Xof1 (‚Power of One’) bricht den bestehenden Langstreckenrekord, als Pilot Marcelo da Luz mit seinem Fahrzeug eine Strecke von 15.000 km durch Kanada bis über den Polarkreis zurücklegt.

Das Xof1 wiegt mit Fahrer 298 kg und wird von einem 96 V Gleichstrommotor mit einer 3,8 kW Batterie angetrieben. Die Beschleunigung von 0 auf 100 km/h erfolgt in 6 Sekunden, und die Spitzengeschwindigkeit beträgt 120 km/h.

Mit einer Ladung fährt das Mobil 200 km weit. Da Luz keine Sponsoren hatte investierte er eine halbe Million Dollar privates Geld in die Konstruktion.

April 2008

Das Purdue Solar Racing Team der Universität von West Lafayette, Indiana, belegt im amerikanischen Shell Eco Marathon den ersten Platz in seiner Kategorie mit dem Elektromobil Pulsar.

Es nehmen 32 Teams von 4 Hochschulen und 23 Universitäten aus Kanada, Mexiko und den USA teil. Am Start sind 25 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, 4 mit Brennstoffzellen, ein Dieselfahrzeug, eines mit Flüssiggas und zwei Solarmobile.

In der Kategorie ‚Brennstoffzelle’ belegt das Fahrzeug Schluckspecht des Projektteams der Hochschule Offenburg den 1. Platz. Mit nur einem Liter Kraftstoff schafft es eine Strecke von 3.198 km!

Juni 2008

Das Anfang 2007 gegründete Projekt Cambridge University Eco Racing Solar Car (CUER) umfaßt über 40 Studenten der Bereiche Ökologie, Ingenieurs-, Wirtschafts-, Rechts- und Naturwissenschaft. Im Juni 2008 startet das CUER-Team zu seiner ersten solargetriebenen Reise duch Britannien von Land’s End nach John O’Groats – einem ‚End to End’ Trip mit einer Gesamtstrecke von 1.500 km.

Auf die Reise geht der CUER Prototyp Afffinity mit einer Spitzengeschwindigkeit von 96 km/h.

Im Januar 2009 wird sich CUER einer weiteren Herausforderung stellen: der 10 Tage lang andauernden Zero Ralley in Afrika, einem emissionsfreien Rennen durch Sambia, Namibia bis nach Cape Town in Südafrika (4.000 km).

Anschließend entwickelt CUER ein weiteres Fahrzeug für die Teilnahme an der World Solar Challenge in Australien im Oktober 2009.

Juli 2008

Bei der North American Solar Challenge 2008 rollen 15 Solarmobile durch Amerika. Es ist das größte Rennen des solaren Motorsports in Nordamerika, Start ist in Dallas, Texas, und das Rennen endet an der Universität in Calgary.

Qualifizierte Teams für das 3.862 km lange Rennen kommen von der Universität Calgary, der Queen’s University und dem Red River College in Manitoba. Sponsor für den Wettbewerb in Design, Bau und Rennleistung ist Toyota, wobei das Ziel die Förderung von erneuerbaren Technologien unter Studenten ist.

Zum bereits 5. Mal gewinnt das Team der Universität Michigan mit seinem U-M Solar Car.

Auf Platz 3 kommt Frank Asbeck mit dem SolarWorld No. 1, einem von der SolarWorld AG gesponsorten und von der Hochschule Bochum entwickelten Solarrennwagen.

September 2008

165 km/h - das ist die aktuelle Bestmarke für Fahrzeuge mit Solarantrieb. Den Rekord aus dem Jahre 2006 hält noch immer das Sky Ace der Ashiya Universität in Japan. Das Dreirad ist 5 m lang, 1,8 m breit und komplett mit Solarzellen beklebt. Ohne Fahrer wiegt es nur 138 kg.

Juni 2009

Das 1. elektrische Motorradrennen der Welt startet während der Tourist Trophy, dem traditionsreichen TT Race auf der Isle of Man. Die Veranstalter nennen die neue Variante mit den Elektrobikes, die in einer eigenen Klasse an den Start gehen, TTXGP.

Auch drei deutsche Teams sind mit ihren Maschinen angetreten: das XXL-racing Team mit Thomas Schuricht, Marko Werner und Thomas Schönfelder, das eRockit Team mit Stefan Gulas und Harald Henschelund und das Peace-E-Rider Team mit Harald Gasse auf einem InnoScooter.

Die eRockit Maschine wird wie ein Fahrrad gefahren und hat ein revolutionäres Antriebskonzept, das auf einer Muskelkraftmultiplikation basiert und die Leistung eines Motorrads erbringt: Die Elektronik des Elektrobikes registriert die vom Fahrer aufgewendete Muskelkraft und gibt sie multipliziert mit einem Faktor bis zu 50 an das Hinterrad ab. Damit ist eine Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h möglich.

Kostenpunkt der in Berlin konstruierten und montierten Human-Hybrid Maschine: 28.900 €.

Das Rennen gewinnt Rob Barber für das Team Agni - in 25 Minuten und 53 Sekunden absolviert er die 60,3 km.

Thomas Schönfelder belegt mit seiner XStromer den zweiten Platz. Das XXL Team aus Kassel hat rund 30.000 € aus den eigenen Taschen in das Low-Budget-Projekt gesteckt.

„Wir fahren einen wassergekühlten Siemens-Drehstrommotor in Verbindung mit Lithium-Mangan-Zellen“, sagte Thomas Schuricht.

Eingepaßt in den Rahmen einer alten Laverda, Baujahr 1996, bringt die XXL-Rennmaschine 45 kW - vergleichbar mit rund 62 PS. Schuricht zufolge könnte der Motor das Doppelte leisten, wurde aber bewußt gedrosselt, um das Maximale über die lange Distanz rauszuholen. Der Motorentyp selbst wurde schon in den neunziger Jahren bei Siemens entwickelt, verschwand dann aber im Regal. 

In der offenen Klasse erzielt TT-Veteran John Crellin den dritten Platz. Der 55-Jährige geht für das Team Tork an den Start. Die Teamchefs sind drei Maschinenbau-Studenten aus dem indischen Punai, allesamt Anfang 20. Sie wollen in Indien ein neues Bewußtsein für elektrische Motorräder schaffen.

August 2010

In Genf startet das Zero Emission Race 2010. Ziel ist es in 80 Tagen einmal um die Welt zu Reisen. Das besondere hierbei: Die Fahrzeuge müssen das Ziel emissionsfrei erreichen und der benötigte Strom muß nachweislich zu 100 % aus erneuerbaren Energien gewonnen werden.

Zur Erinnerung: Schon 2008 fuhr der Schweizer Lehrer Louis Palmer mit seinem Solartaxi in 534 Tagen einmal um die Welt. Das Zero Emission Race 2010 ist seine Idee.

Es nehmen allerdings nur 4 Fahrzeuge an dem kooperativen Rennen teil:

Der Elektroroller des deutschen Team Vectrix, das überdachte Zweirad Zerotracer des schweizerischen Oerlikon Solar Racing Teams, der Zweisitzer Trev des gleichnamigen Teams aus Australien sowie der Yebbujana aus Südkorea (der allerdings schon kurz nach dem Start aufgeben muß).

Die Vectrix wird für das Rennen umgerüstet: Die Nickel-Metallhydrid-Zelle, mit der die Maschine 60 km weit kommt, wird gegen einen Lithium-Polymer-Akku ausgetauscht, der mit einer Ladung eine Reichweite von 250 km ermöglicht.

Der Zerotracer ist ein elektrisch angetriebenes Kabinenmotorrad, dessen Fahrzeugaufbau auf der Kevlar-Monocoque Technik basiert, die beim Bau von Formel-Eins-Wagen und IndyCar-Rennwagen verwendet wird.

Aufgrund seiner hohen aerodynamischen Effizienz (Cw-Wert: 0,18) und dem äußerst leistungsstarken Elektroantrieb kommt der Zerotracer schneller von 0 - 100 km/h als ein Porsche 911 und kann theoretisch eine Geschwindigkeit weit über 300 km/h erreichen, wird allerdings elektronisch auf 240 km/h begrenzt.

Mit seiner Hochleistungsbatterie kann der Zerotracer mit nur einer Aufladung über 350 km zurücklegen. Beim langsamen Fahren und auf Straßen in schlechtem Zustand wird hydraulisch ein Zusatzfahrwerk ausgefahren.

Der Trev (Two-seater Renewable Energy Vehicle) hat zwei komfortable Sitze und einen ausreichend großen Gepäckraum. Das 300 kg schwere Fahrzeug erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von 120 Km/h und besitzt mit einer vollen Batterieladung eine Reichweite von 150 km. Der Energieverbrauch beträgt dabei nur 1/5 eines konventionellen Fahrzeuges.

Nach rund 30.000 km Fahrstrecke durch 16 Länder bei häufig widrigen Straßen- und Wetterbedingungen gewinnt der Zerotracer des Oerlikon Solar Racing Teams am 24.02.2011 das Rennen.

Ein Rekord: Zum ersten Mal hat ein Elektrogefährt eine derart große Distanz innerhalb von nur 80 Tagen zurückgelegt. Jules Verne hätte sich ganz bestimmt sehr darüber gefreut...

Auf dem Foto sieht man v.l.n.r. das Team Trev (Australia), das Orlikon Solar Racing Team (Schweiz) und das Vectrix Team (Deutschland). Mit grüner Jacke: Louis Palmer.

Februar 2010

Nicolas Prost gewinnt die erste elektrische Andros Trophy (Trophée Andros Electrique).

Am Start des 21. Eis-Rennens in Val Thorens in den französischen Alpen sind acht verbesserte Wagen des Konstrukteurs Exagon Engineering. Anstelle der Doppelmotoren vom letzten Jahr sind die neuen Modelle mit Siemens AC Einzelmotoren mit 90 kW Leistung ausgestattet. Antrieb und Elektronik sind verbessert und die Nickel-Metallhydrid Batterien (NiMH) gegen Lithium-Ionen-Zellen der Firma Saft ausgetauscht worden.

Das Ergebnis ist ein robuster neuer AC 03 Evo2 mit echten Renneigenschaften, der 17 harte Runden auf dem 2,5 km langen Eis-Parcour aushalten kann.

März 2010

Aurélien Meuterlos gewinnt mit seinem Alfa Romeo Mito 170 den 1.000 km FIA  Alternative Energy Cup (4th Monte Carlo Alternative Energy Vehicle Rally), bei dem Wagen mit unterschiedlichen Antrieben an den Start gehen (allerdings keine mit Brennstoffzellen).

Etwas langsamer sind zwei Tesla Roadster, die sich dafür aber in anderen Kategorien hervortun: Die kalifornische Firma gewinnt den generellen FIA Cup, den Efficiency Cup und den Electric Vehicles Cup (class IIIA).

Mai 2010

Shawn Higbee vom Team Zero Agni gewinnt das erste Rennen des TTXGP North America auf einer 40 km langen Strecke in 11 Runden.

Es ist kein leichter Sieg, denn Michael Barnes auf seinem hellgelben Bike der Firma Lightning Motors (‚Flying Banana’) nutzt die überlegene Kraft seiner Maschine um sich gleich nach dem Start an die Spitze zu setzen und immer wieder gegen Higbee in Führung zu gehen.

Überhitzte Sensoren machen dann allerdings einen Reboot notwendig – und die ‚fliegende Banane’ landet auf dem zweiten Platz.

Mai 2010

Studenten des Imperial College London (Team Racing Green Endurance - RGE) umrunden mit ihrem Elektrorenner und mit einer Akkuladung zwei Mal London (400 km). Die Bestmarke eines Tesla Roadster von 500 km erreichen sie allerdings nicht.

Das Fahrzeug der Studenten ist der SRZero, der von zwei Motoren mit einer Dauerleistung von 72 kW und einer Spitzenleistung von 144 kW angetrieben wird. Auf 100 km/h beschleunigt das Elektrofahrzeug in 7 Sekunden, und die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 200 km/h.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit bei der Umrundung Londons liegt bei etwa 100 km/h, während der Tesla Roadster seine Bestmarke mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von nur 50 km/h aufstellt.

Als Energiespeicher des SRZero dient ein Lithium-Eisenphosphat-Akku, der mit 550 kg die Hälfte des Fahrzeuggewichts ausmacht. Seine Ladezeit beträgt 6 Stunden. Die Fahrt um London ist die Generalprobe für das eigentliche Projekt der Briten: Sie wollen mit ihrem Elektrorenner die etwa 25.750 km lange Panamerikana bezwingen.

Mai 2010

Beim ersten internationalen Hybrid-Cup für Fahrräder mit Elektrounterstützung auf dem Odenwaldring im hessischen Schaafheim gehen 31 Fahrerinnen und Fahrer aus vier Nationen an den Start. Den Zuschauern wird ein unterhaltsames Rennen bei guten Wetterbedingungen geboten, und die Ingenieure der Fahrradhersteller nutzen die Veranstaltung für aufschlußreiche Tests der neuen Antriebe.

Juni 2010

Mark Miller schafft den 60 km Kurs beim TT Zero Electric  Motorcycle Race auf der  Isle of Man mit einer MotoCzys E1PC in 23 Minuten und 22,89 Sekunden. Er fährt eine Spitzengeschwindigkeit von 216 km/h und erreicht eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 155 km/h.

Angetrieben wird das Elektro-Rennmotorrad von einer 12,5 kW/h Lithium-Polymer-Batterie, die in Sekunden ausgewechselt werden kann. Der ölgekühlte Motor generiert 100 PS. Batterie, Motor und Rahmen sind Spezialanfertigungen.

Ron Barber von Rennstall Agni Racing liegt an der Ziellinie 2 Minuten zurück, und James McBride von ManTTx kommt mit 25 Minuten 39,5 Sekunden als dritter aufs Treppchen.

Juni 2010

Zero Motorcycles und Agni Motors gewinnen mit ihrem elektrischen Renn-Motorrädern nach 11 Runden auf dem Infineon Raceway in Sonoma, Kalifornien, das Superbike-Rennen für elektische Motorräder, die TTXGF.

Juni 2010

Das Solar Car Team der Universität von Michigan gewinnt mit seinem Infinium den American Solar Challenge zum sechsten Mal (und zum dritten Mal in Folge) mit einem 2-stündigen Vorsprung. Die Gesamtzeit beträgt 28 Stunden, 14 Minuten und 44 Sekunden, die Durchschnittsgeschwindigkeit 64 km/h.

Der zweite Platz geht an die Universität von Minnesota, mit einer Streckenzeit von 30 Stunden, 26 Minuten und 53 Sekunden.

Der dritte Platz geht an das SolarCar-Team der Hochschule Bochum.

Juli 2010

Audi Entwicklungschef Michael Dick und Firmenpilot Lucas Luhr (Le Mans erfahren) erreichen mit ihrem Audi R8 e-Tron Demonstrator Platz 1 bei der Silvretta  E-Auto Rallye Montafon in Österreich – mit einem Zeitvorsprung von nur 0,5 Sekunden.

Basis des Fahrzeuges ist das Standard R8 V10 Coupe, das im vorliegenden Fall von einem Vier-Elektromotoren-System angetrieben wird (e-Tron Konzept).

Die Rallye dauert drei Tage, umfaßt drei Etappen und 10 Zeitfahrten. Die 24 angetretenen Fahrzeuge legen dabei über 166 km zurück und überwinden eine Steigung von 975 m. Der zweite Platz geht an Mitsubishi mit seinem i-MiEV Elektroauto.

(Wird fortgesetzt)

Weiter mit den Elektrozügen und PRT-Systemen...