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Aktualisiert am 31.12.2011
© 2011 virto GmbH
smart fortwo electric drive: Kunststoff-Avantgarde

05.09.2011

smart fortwo electric drive
Nicht nur für's Design: Moderne Kunststofftechnologie soll auch deutliche Gewichtseinsparungen möglich machen.
Doppelpfeil

Der fortwo electric drive ist das Beispiel einer Systempartnerschaft zwischen Automobilindustrie und chemischer Industrie, die Zukunft hat. Über die Systemkompetenz bei Antrieb und Fahrzeugproduktion hinaus benötigen künftige Elektrofahrzeuge Know How speziell im Einsatz hochentwickelter Kunststoffe sowie photovoltaischer und elektronischer Systeme. BASF und Smartstudie führen in der Studie ihr Wissen zu den Themen Energieeffizienz, Leichtbau und Temperaturmanagement zusammen und bieten einen experimentellen Blick auf die urbane Elektromobilität der Zukunft. Das Konzeptfahrzeug zeigt sich als eine Mischung aus visionären, teils noch im Laborstadium befindlichen Materialien sowie Technologien, die Chancen auf eine Serieneinführung haben.

Hexagonförmige transparente Flächen auf dem lichtdurchlässigen Fahrzeugdach erzeugen Energie. Diese Solarzellen basieren auf organischen Farbstoffen, die in einem Sandwichdach eingelassen sind. Schon bei Streulicht und schwachen Lichtverhältnissen erzeugen sie genug Energie, um drei im Fahrzeuginneren angebrachte Ventilatoren anzutreiben, die die Fahrzeugklimatisierung unterstützen. Bei intensiver Bestrahlung übernehmen sie komplett die Kühlung und das auch im geparkten Auto. Unter den Solarzellen befinden sich organische Leuchtdioden, die beim Türöffnen oder auf Knopfdruck den Fahrzeuginnenraum beleuchten. Durch die freie Farbwahl bieten diese nicht nur mehr Freiheiten für das Design, sie verbrauchen zudem sehr wenig Energie.

smart fortwo electric drive
Das lichtdurchlässige Dach produziert Energie für Multimediageräte und die Fahrzeug-Lüftung.
Doppelpfeil

Auch Gewichtsreduzierung ist ein Thema: So bringt die erste großserientaugliche Vollkunststoff-Felge drei Kilogramm Gewichtsersparnis pro Rad. Dieser neue Kunststoff enthält im Gegensatz zu klassischen Werkstoffen lange Verstärkungsfasern, die seine mechanischen Eigenschaften verbessern. Daraus resultieren eine hervorragende thermische und chemische Beständigkeit, dynamische Festigkeit, Zähigkeit und gute Dauergebrauchseigenschaften. Neben der Tridion-Fahrgastzelle sind weitere Bauteile wie etwa die Türen aus kohlefaserverstärktem Epoxidharz gefertigt. Der Einsatz solcher Werkstoffe ermöglicht eine Gewichtsersparnis von mehr als 50 Prozent gegenüber Stahl oder circa 30 Prozent gegenüber Aluminium. Dank der kurzen Aushärtungszeiten eignen sich die Harzsysteme auch für die Produktion größerer Stückzahlen.

Ein effizientes Temperaturmanagement und energiesparenden Leichtbau verbinden die multifunktionalen Leichtbau-Komfortsitze des smart. Die Basis bildet eine neuartige, leichte und selbsttragende Kunststoff-Sitzschale. Da der Körper nur über ganz spezielle Kontaktpunkte effizient Wärme aufnimmt sind die Sitze mit sogenannte E-Textilien bespannt, die eine herkömmlichen Sitzheizung ersetzen. Sie sorgen mit einer körpernahen Beheizung im mittleren und unteren Rückenbereich der Sitze für ein angenehmes Wärmeempfinden. Der Sitz-Schaumstoff ist rund 10 bis 20 Prozent leichter als andere Materialien und kann unterschiedliche Härtegrade auf verschiedenen Bereichen der Polsterung in nur einem Arbeitsgang generieren. Ein im Sitz integrierter Vliesstoff trägt durch seine passive Klimatisierung auch zur Steigerung des Sitzkomforts bei.

Für Klimatisierung und Heizung eines Fahrzeugs muss eine große Menge an Energie aufgewendet werden: hier entwickelten die Forscher ein ganzes Maßnahmenpaket, das die effizientere Klimatisierung des Fahrzeugs sicherstellt und gleichzeitig eine energieaufwändige Beheizung des gesamten Innenraums überflüssig macht.

smart fortwo electric drive
Ambiente-Beleuchtung, ein weißes Lenkrad mit Flugzeuganleihen sowie transparente Instrumente für einen futuristischen Look.
Doppelpfeil

Als Hitzeschild dient eine neuartige Infrarot-reflektierende Folie, die Windschutz- und Seitenscheiben vor Sonneneinstrahlung schützt. Zwischen den Scheiben des Sicherheitsglases sorgt die metallfreie Folie dafür, dass Infrarot-Strahlung wirkungsvoll reflektiert wird. Dank ihrer hohen Transparenz lässt sie sich auch auf getönten Scheiben aufbringen und gewährleistet so eine bisher unerreichte Strahlen- und Hitzereflektion. Die Folie reflektiert ausschließlich die Infrarotstrahlung der Sonne. Radiowellen, die für den Einsatz von GPS, Bluetooth, Mobiltelefon oder an Mautanlagen benötigt werden, können die Glasflächen ungehindert passieren. In die Karosseriepanels eingebrachte Hochleistungsschaumstoffe halten das Fahrzeug im Sommer angenehm kühl und dämmen es gleichzeitig im Winter gegen Kälte. Dank ihrer hohen Effizienz auch in geringer Dicke können sie überall im Fahrzeug verbaut werden.

Zwei wichtige Aspekte deckt das Infrarot-reflektierende und extrem kratzfeste Lacksystem ab: Die weiße Farbe reflektiert Wärmestrahlen durch Sonne und Licht, aber auch die mit dunklen Lacken beschichtete Oberflächen bleiben dank spezieller Farbpigmente deutlich kühler. Sie bewirken, dass die Wärmeeinstrahlung reflektiert statt absorbiert wird. Das führt zu einer Temperaturreduktion von bis zu 20 Grad Celsius auf der Lackoberfläche und bis zu circa vier Grad im Innenraum.

smart fortwo electric drive
Die Vollkunststoff-Felgen bringen drei Kilogramm Gewichtsersparnis pro Rad.
Doppelpfeil

Die Tridion-Sicherheitszelle ist mit einem kupferfarbenen Liquid-Metal-Lack beschichtet, die facettierten Seitentüren weisen integrierte Türöffner auf, mit denen das Thema Kunststoff in einer neuen dreidimensionalen Form dargestellt wird. Die Facetten geben der Fläche Stabilität und ermöglichen eine geringere Materialstärke. Der Lufteinlass wird durch direkt in die Außenhaut gesetzte, kleine Sechsecke dargestellt. Im Inneren der Rückleuchten transportieren kleine Propeller die Innenluft nach außen. Transparente Module, kranzförmig um die Leuchten gelegt, zeigen neben allen erforderlichen Leuchtfunktionen auch den Ladezustand der Batterie an. Die Scheinwerfer sind durch einen Ring betont, der das Tagfahrlicht und die Blinkfunktionen beinhaltet.

Der Innenraum zeigt einen Mix aus polygonalen Flächen und organischen Volumen. Kühles Weiß dominiert und wird akzentuiert durch den inneren Teil der Armaturentafel, der in Liquid Kupfer ausgeführt ist. Hexagone in Form von weißen Gumminoppen auf weißem Boden beziehen sich ebenso auf die Formensprache des Gesamtentwurfs wie die Ton-in-Ton Designs der Sitzbezüge. Die facettierte Oberfläche der Seitentüren findet sich auch auf deren Innenseite wieder. Polygonale Flächen mit integrierten Armablagen und Staufächern wölben sich in den Innenraum und sind in Wagenfarbe lackiert sowie mit farbigen LEDs hinterlegt. Die kupferfarben eingefasste ellipsenförmige Bedienoberfläche ist im ausgeschalteten Zustand semitransparent. Nach dem Einschalten des Fahrzeugs werden alle Cockpit-Informationen auf die dann lichtdurchlässige Fläche projiziert. Die Bedienmenüs folgen dem Touchscreen-Prinzip, das vom Flugzeugbau inspirierte Lenkrad ist in weiß gehalten.

(Text: Rainer Roßbach )
(Fotos: Smart)

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