Aerodynamik bei Elektroautos
Die Natur als Vorbild

Nicht ganz zufällig haben viele Elektroautos eine äusserst aerodynamische Form. Denn ein guter Luftwiderstandsbeiwert (cW) reduziert den Verbrauch und erhöht die Reichweite.
Publiziert: 18.06.2023 um 04:32 Uhr
Raoul Schwinnen und Stefan Grundhoff

Solange Benzin billig war, konnte dem gewöhnlichen Autofahrer der sogenannte cW- oder Luftwiderstandsbeiwert egal sein. Doch mit der Umstellung auf Elektroantriebe wird er aufgrund seines Einflusses auf den realen Verbrauch jetzt matchentscheidend. Denn verdoppelt ein Auto seine Geschwindigkeit, dann wirkt der vierfache Luftwiderstand auf das Fahrzeug und der Verbrauch steigt massiv an.

Aerodynamik wird daher zu einer der wichtigsten Disziplinen in der Auto-Entwicklung. Mercedes setzte im letzten Jahr mit seiner Zukunftsstudie EQXX ein Ausrufezeichen. Der Prototyp schafft dank seines sensationellen Luftwiderstandsbeiwerts von 0,17 (siehe Box) Rekord-Reichweiten von rund 1200 Kilometern mit einer Akkuladung. «Das Technologieprogramm hinter dem Vision EQXX wird künftige Modelle neu definieren», erklärt Mercedes-Entwicklungsvorstand Markus Schäfer. Anfang 2025 erhält der aktuelle Mercedes CLA einen Nachfolger, der auch in Sachen Luftwiderstand Bestwerte setzen soll.

Was ist der cW-Wert?

Naturwissenschaftlich gesprochen bezeichnet der cW-Wert den Strömungswiderstandskoeffizienten. Umgangssprachlich kann er am besten als Mass für die Windschlüpfigkeit von Fahrzeugen beschrieben werden. Je windschnittiger ein Auto ist, desto effizienter ist es unterwegs. Dabei orientiert man sich in der Technik wie so oft an der Natur. Fällt Regen, bringt ihn der Luftwiderstand automatisch in die windschnittigste aller Formen: den Tropfen. Deshalb haben besonders widerstandsarme Fahrzeuge mit extrem niedrigen cW-Werten stets eine Tropfenform.

Naturwissenschaftlich gesprochen bezeichnet der cW-Wert den Strömungswiderstandskoeffizienten. Umgangssprachlich kann er am besten als Mass für die Windschlüpfigkeit von Fahrzeugen beschrieben werden. Je windschnittiger ein Auto ist, desto effizienter ist es unterwegs. Dabei orientiert man sich in der Technik wie so oft an der Natur. Fällt Regen, bringt ihn der Luftwiderstand automatisch in die windschnittigste aller Formen: den Tropfen. Deshalb haben besonders widerstandsarme Fahrzeuge mit extrem niedrigen cW-Werten stets eine Tropfenform.

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Tausende Tests nötig

Mit dem Luxusmodell EQS ist dies Mercedes bereits gelungen. Die sich von der Fronthaube bis zum Stummelheck in einem Bogen durchziehende Linienführung ist zwar etwas gewöhnungsbedürftig, aber äusserst effizient. Für das EQS-Serienmodell verbrachten die Entwickler zahllose Stunden im Windkanal. Tausende Male wurde im Computer getestet, wurden Luftströme umgeleitet, Fugen minimiert und der Unterboden geglättet. «Mit dem Resultat», so Markus Schäfer stolz, «dass der EQS mit einem Luftwiderstandsbeiwert von nur 0,20 das aktuell aerodynamischste Serienfahrzeug der Welt ist.»

Die Mercedes-Zukunftsstudie EQXX schafft nicht zuletzt dank ihres sensationellen Luftwiderstandsbeiwerts von 0,17 ...
Foto: Mercedes-Benz AG
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Damit liegt der Mercedes EQS fast auf Niveau des einstigen Kleinserienmodells VW XL-1. Die winzige Ökoflunder mit Plug-in-Hybrid-Antrieb stemmte sich vor rund einem Jahrzehnt dem Fahrtwind mit einem cW-Wert von weniger als 0,19 kaum spürbar entgegen – was einen Verbrauch von weniger als ein Liter Diesel auf 100 Kilometer bedeutete.

Form folgt Funktion

Neben Mercedes setzt auch Hyundai konsequent auf die Maxime «Forms follows Function» (zu Deutsch: Form folgt der Funktion). So schafft das tropfenförmige Mittelklassemodell Ioniq 6 trotz nur 77 kWh grosser Batterie auch dank des cW-Werts von 0,21 eine Maximalreichweite von über 600 Kilometern. «Bei einem Elektroauto ist die Aerodynamik wichtiger als alles andere», sagt Hyundai-Designchef Simon Loasby. Und verrät, dass er sich fürs aerodynamische Konzept des Ioniq 6 an den legendären Fahrzeugen von Flugzeugingenieuren aus den 1920ern und 1930ern orientierte wie dem Stout Scarab, dem Phantom Corsair oder dem Saab 92.

Der Hyundai Ioniq 6 reduziert den Luftwiderstand mit speziellen Felgen, einer strömungsgünstigen Führung der Luft durch die Radkästen (Air Curtains) und Blenden an den Radläufen, welche die Lücke zwischen Reifen und Karosserie verringern. Mit ähnlichen Ideen drückte VW für sein neues Elektro-Flaggschiff ID.7 den cW-Wert auf 0,23. Beim Thema Aerodynamik spielen aber nicht nur Karosserie, Verkleidungen am Unterboden oder aufwendige Luftführungen eine Rolle. Auch die Reifenhersteller tüfteln an ihren Pneus, damit das Profil oder die seitlichen Schriftzüge möglichst wenig Luftwiderstand bieten.

Was überrascht: Die schlanken optionalen Seitenspiegel-Kameras des Ioniq 6 bringen gegenüber konventionellen Rückspiegeln nur drei Kilometer Reichweiten-Plus. Gut möglich, dass die gewöhnungsbedürftigen Kamera-Seitenspiegel wohl nicht nur bei Hyundai, sondern auch bei anderen Marken so schnell wieder verschwinden, wie sie aufgekommen sind.


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