Leichtbau: Neue Kunststoffe helfen E-Autos beim Abspecken

Durch den Einsatz innovativer und leichter Kunststoffe möchte der Chemiekonzern Bayer den Automobilherstellern helfen, Gewicht einzusparen und damit der Elektromobilität auf die Sprünge helfen. Das ist auch höchste Zeit. Denn gerade durch das Aufkommen von Elektroautos hat das Thema „Leichtbau“ branchenweit wieder deutlich mehr Gewicht bekommen.

Meistens denkt man bei diesem Stichwort zuerst an die Karosserie, die zunehmend aus Aluminium oder – wie im Falle des für 2013 angekündigten Elektro-Stadtmobils BMW „i3“ – größtenteils aus Kohlenstoff statt aus Stahl gefertigt wird. Aber auch innovative Kunststoffe können Elektroautos beim „Abspecken“ helfen. Das ist auch nötig. Denn durch die schwergewichtigen Akkus und zusätzliche Bauteile wie Generator und Leistungselektronik haben E-Mobile und Hybridautos gegenüber Pkw mit Verbrennungsmotor schnell einige hundert Kilo Übergewicht auf den Rippen. Das stellt Chemieunternehmen wie Bayer vor neue Herausforderungen. Im Bereich der Batteriegehäuse beispielsweise wollen die Leverkusener künftig auf das Polycarbonat „Makrolon“ setzen. Bei der Produktion des Prototypen einer ultraleichten Heckklappe hat es schon gute Dienste geleistet. Diese wiegt nur 15 Kilo statt nach konventioneller Bauweise 50 bis 65 Kilogramm.

Leichtbau-Potenzial, das auch den Elektroautos von morgen zugute kommen soll. Für die Ummantelung der Hochleistungsenergiespeicher muss das Material gleichermaßen leichtgewichtig wie robust sein. Im Herzen eines Elektroautos müssen die Akkus extremen Belastungen standhalten. So fließen beim Ladevorgang – anders als in einer herkömmlichen Starterbatterie – über Stunden hinweg Ströme von mehreren hundert Ampere. Dabei werden die Batterien sehr schnell sehr heiß. „Auch beim Crash müssen die Akkus sicher sein, egal bei welchen Temperaturen“, erläutert Dr. Joachim Simon, Leiter des Bereichs Automotive und Transportation bei Bayer Material-Science. Der Werkstoff der Zukunft zeichnet sich durch hohe Festigkeit über einen breiten Temperaturbereich hinweg aus. Unter anderem deswegen bietet sich die Kunststoff-Mixtur auf Makrolon-Basis namens „Bayblend“ neben dem Einsatz im Auto auch für die Herstellung von Ladesäulen für Stromtankstellen an. Dies könnte wegen seiner Witterungsbeständigkeit und Feuerfestigkeit das Material der Wahl sein.

Aber auch die Polyurethane (PUR), eine Kunststoff-Gruppe, die im konventionellen Automobilbau bereits zur Herstellung von Instrumententafeln, Stoßfängern und Türschwellern verwendet wird, soll E-Mobile künftig leichter und damit effizienter sowie reichweitenstärker machen. Nach Willen der zuständigen Entwicklungsabteilung könnten schon bald komplette Fahrzeugdächer aus diesem Material produziert werden. Sie sollen durch Sandwichbauweise um bis zu ein Viertel leichter, aber trotzdem genauso stabil und sicher sein wie herkömmliche Stahlblechkonstruktionen. Allerdings erfordern innovative Kunststoff-Teile auch neue Techniken des Einpassens in vorhandene Karosseriestrukturen. „Künftig wird noch mehr geklebt statt verschweißt und genietet“, prophezeit Dr. Lothar Kahl, bei Bayer verantwortlich für Lack- und Klebstoffaktivitäten im Automobilbereich.

Die „auf Diät“ gesetzten Elektroautos von morgen könnten es ihren Besitzern durch bessere Beschleunigungswerte und längere Reichweiten danken. Noch aber ist die vollelektrische Kunststoffkarosse Zukunftsmusik. Angesichts des ohnehin schon exorbitant hohen Endpreises von E-Mobilen scheuen die Automobilhersteller derzeit noch die zu erwartenden Extrakosten für den Einsatz von Kunststoff-Leichtbau-Technik in ihren Serienfahrzeugen.