Damit das Auto in die Zukunft rollen kann

Autor Rüdiger Etzold
Veröffentlichungsdatum 1989
Veröffentlicht in Süddeutsche Zeitung
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Im Forschungs- und Ingenieurzentrum wird ständig nach neuen Konzepten gesucht

„Technologische Entwicklungen legen die Zukunft von Generationen fest. Deshalb müssen die Folgen unseres Tuns für Umwelt und Menschen frühzeitig in unsere Planung einbezogen werden“, sagte der Vorstandsvorsitzende von BMW, Eberhard von Kuenheim, anläßlich des BMW-Technik-Tages. Zu den Verantwortlichkeiten eines Unternehmens gehöre es aber auch, profitabel zu sein, nur dann könne es sich technische Innovationen und Umweltschutz leisten. Auf diesem schmalen Grat muß BMW die Verantwortung für seine technischen Produkte übernehmen.

BMW hob den Vorhang und gab Einblick in seine Entwicklungsarbeit. Hochburg der BMW-Forschung ist das 1,2 Milliarden teure, neuerrichtete Forschungsund Ingenieurzentrum im Münchner Norden, kurz FIZ genannt. Idee des FIZ war es, alle am Produktionsentwicklungsprozeß beteiligten Funktionsbereiche – vom Styling bis zum Pilotwerk – in einem Gebäudekomplex zu vereinen. Die Anordnung der einzelnen Bereiche ist streng ablauf- und funktionsorientiert und nicht wie bisher nach strukturorganisatorischen Grenzen und der damit gegebenen Hierarchie. Auslegungskriterium war -wie der körperliche Materialfluß seit langem die Auslegung von Fabrikanlagen bestimmt – der sogenannte „geistige Materialfluß“. Daraus ergab sich beispielsweise die Anordnung der Bürohäuser um den zentralen Werkstattbereich. Die Konstruktionsbüros befinden sich im gleichen Geschoß wie die Musterbauwerkstätten, die Gebäude sind über Zwischengänge miteinander verknüpft. Der Konstrukteur kann dadurch besser als bisher den Werdegang eines Fahrzeuges vom Stylingmodell bis zur Vorserienfertigung verfolgen und das Ergebnis seiner konstruktiven Arbeit am Objekt jederzeit beurteilen.

Die Umweltaspekte des Autofahrens sowie das Schwinden der fossilen Brennstoffe in etwa 30 bis 40 Jahren machen andererseits Forschungsprojekte für neue Antriebe notwendig, an denen BMW mit mehreren Forschungsunternehmen seit geraumer Zeit arbeitet.

Intensiv forscht BMW am Wasserstoffantrieb für den Überlandverkehr und am Elektroantrieb für den Stadtverkehr. Als Alternative zu anderen Kraftstoffen ist Wasserstoff als Energieträger nahezu unbegrenzt verfügbar, wenn der Strom zur Aufspaltung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff billig, zum Beispiel durch Solarenergie, zur Verfügung steht. Außer Spuren von Stickoxiden entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff praktisch keine Schadstoffe. Damit im Fahrzeug ausreichend Kraftstoff mitgeführt werden kann, wird der gewonnene »“assefstoff hei BMW verflüssigt und bei -253°C in einen isolierten Drucktank eingefüllt. Für die Verbrennung des Wasserstoffs kann ein normaler Benzinmotor genützt werden, allerdings liegt die Leistung trotz zusätzlicher Turboaufladung bei Wasserstoffbetrieb 30 Prozent niedriger als beim Betrieb mit Benzin.

Als derzeitiger Versuchsträger dient ein 7er BMW mit dem serienmäßigen 3,5-Liter-Sechszylindermotor, der sowohl mit Benzin als auch mit Wasserstoff betrieben werden kann. Die Reichweite mit Wasserstoffantrieb beträgt etwa 300 Kilometer (Tankvolumen 93 Liter). In Zusammenarbeit mit der Deutschen Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft-und Raumfahrt (DLR) wird an einer inneren Gemischbildung gearbeitet: Nach dem Ansaugtakt wird tiefgekühlter Wasserstoff in die Zylinder eingeblasen. Das bringt eine höhere spezifische Motorleistung durch maximale Zylinderfüllung und vermeidet Flammrückschläge ins Ansaugsystem. Zusätzlich werden die besonders bei Vollast auftretenden, schädlichen Stickoxide durch die Ladungskühlung deutlich vermindert. Diesen Vorteilen stehen allerdings ein erheblich höherer technischer Bauaufwand und Probleme mit den verwendeten Materialien gegenüber. Daher kann zur Zeit nur die sogenannte äußere Gemischbildung realisiert werden, bei der mittels eines Wärmetauschers der kalte Wasserstoff durch das Motorkühlmittel erwärmt und gasförmig wird, bevor er ins Saugrohr gelangt. Die Schwierigkeiten bei der Versorgung mit Wasserstoff liegen in den hohen Sicherheitsrisiken für die Tanks, die aufgrund des großen Volumens und aus Gründen der sicheren Anordnung nur in große Fahrzeuge einge-, baut werden können.

Wasserstoff aus Sonnenenergie

Die wichtigsten und schwierigsten Probleme zum Einstieg in das Wasserstoffzeitalter liegen jedoch bei der flächendek-kenden und kostengünstigen Versorgung mit flüssigem Wasserstoff.

Beim Elektroantrieb zeichnete sich in der vergangenen Zeit vornehmlich das Problem ab, daß mit den zur Verfügung stehenden Batteriekonzepten keine ausreichenden Fahrleistungen bei gleichzeitig akzeptablem Aktionsradius möglich waren. Erst die Entwicklung einer Natri-um-/Schwefel-Hochenergiebatterie durch die Firma Asea Brown Boveri lassen einen Fahrzeugeinsatz in absehbarer Zeit möglich erscheinen, zumal die neue Batterie eine dreifache Energiedichte gegenüber der herkömmlichen Bleibatterie besitzt. Als nachteilig erweisen sich bislang die. hohen Herstellungskosten sowie die Technik dieses Energiespeichers: Zur Funktion der Batterie muß immer eine Betriebstemperatur von rund +300°C im Innern der Batterie aufrechterhalten werden. Derzeit wird in einem vorderradgetriebenen Elektro-3er-BMW eine Reichweite von rund 150 Kilometern erreicht, bei einer Höchstgeschwindigkeit von etwa 100 km/h. Ein sinnvoller Einsatz des Elektro-BMW zeichnet sich also nur im Nahstrecken- und Stadtbereich ab.

In der Fahrwerktechnik zeigte BMW einige Entwicklungen, die demnächst teilweise in Serie gehen. Dazu zählt die Integral-Hinterachse für das neue Coupé, das auf der IAA im Herbst der Öffentlichkeit vorgestellt wird. Die aufwendige Hinterachskonstruktion bietet einen Anfahr-und Bremsnickausgleich, Radsturzänderungen zugunsten niedriger Reifenbeanspruchung im Hochgeschwindigkeitsbereich, günstiges Eigenlenkverhalten bei Lastwechsel in Kurven und eine kompakte Bauweise. Bei der neuen Integral-Hinterachse sorgen fünf im Raum stehende Streben (Lenker) für eine optimale Radführung unter allen Belastungen und Fahrzuständen. Durch die Aufteilung der Lenkerlagerung auf den Hinterachsträger und die Karosserie gelang es, das Fahrverhalten bei hohem Rollkomfort und großer Lenkpräzision unempfindlich gegen Lastwechsel und einseitig wirkende Kräfte zu machen.

Vorreiter des Fortschritts

Fahrzeuge der Oberklasse waren immer Vorreiter des technischen Fortschritts, wie sich am Beispiel des Anti-Blockier-Systems (ABS) zeigt, das noch vor wenigen Jahren nur in der automobilen Oberklasse anzutreffen war und jetzt schon in der Mittelklasse fast zur Serienausstattung gehört. Vielleicht gilt das auch für das bei BMW in Entwicklung befindliche Reifenkontrollsystem (RDC). Bei diesem System wird während der Fahrt ständig der Reifenfülldruck überprüft und sowie er vom Sollwert abweicht wird dies dem Fahrer akustisch und optisch angezeigt. Daß diese Reifendruckkontrolle für die Serie vorbereitet wird, ist sicher.

HANS-RÜDIGER ETZOLD