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E-Auto mit Wankelmotor: Audi probt den technischen Alleingang

Von Jürgen Pander

Die Spitze des VW-Konzerns ist in Aufruhr, weil Audi einen technischen Alleingang mit einem Elektrofahrzeug mit zusätzlichem Wankelmotor plant. Dabei könnte sich das Konzept als ähnlich genial und exklusiv erweisen wie einst der Allradantrieb Quattro.

Wiederentdeckung des Wankel-Motors: Wie gemacht für ein Elektroauto Fotos

Elektroautos sind wunderbar leise, aber leider geht ihr Stromvorrat rasch zur Neige, so dass die Reichweiten bislang nur für Kurzstreckenfahrten reichen. Anders ist das bei E-Modellen mit sogenannten Range-Extendern, also Reichweitenverlängerern. Dann springt bei leeren Akkus ein Verbrennungsmotor an, um während der Fahrt Strom zu produzieren. Die baugleichen Modelle Chevrolet Volt und der kommende Opel Ampera etwa funktionieren nach diesem Prinzip.

Auch der Audi A1 E-Tron soll einen derartigen Antrieb erhalten. Mit einer Besonderheit: Als Verbrenner nämlich kommt kein herkömmlicher Otto- oder Dieselmotor zum Einsatz, sondern ein Wankelmotor. Das fast schon vergessene Motorenkonzept, bei dem ein Kolben in Form eines bauchigen Dreiecks um eine fest stehende Welle rotiert, wurde von Felix Wankel entwickelt und kam erstmals 1964 im NSU Wankel Spider, 1967 dann im legendären NSU Ro 80 und im Mazda Cosmo Sport in Serienautos auf den Markt. Insofern gibt es bei Audi seit 1969, als das Unternehmen mit NSU fusionierte, eine lange Wankel-Tradition.

Beim aktuellen Elektroauto-Prototypen A1 E-Tron lässt Audi diese Tradition nun ebenso überraschend wie konsequent wieder aufleben. Konsequent deshalb, weil ein Wankelmotor überaus kompakt, leise und auch vollkommen vibrationsfrei laufen kann. In einem Elektroauto, das möglichst leicht sein muss und dessen E-Antrieb nahezu lautlos und ohne Vibrationen funktioniert, wäre ein als Stromproduzent eingesetzter Wankelmotor also die ideale Ergänzung.

Dass Audi dieses Konzept favorisiert und einen Prototypen, mit dem SPIEGEL ONLINE bereits gefahren ist, mit Elektroantrieb und Wankelmotor als Range-Extender gebaut hat, verwundert daher nicht. Mit diesem technischen Alleingang würde das Ingolstädter Unternehmen auf einen Schlag mit einem hochmodernen Auto die eigene Tradition wiederbeleben und vor allem ein bislang einzigartiges Antriebskonzept auf den Markt bringen. Der Effekt könnte ähnlich groß sein wie Anfang der achtziger Jahre, als sich Audi, damals eher für umhäkelte Klorollen auf der Hutablage und gedeckte Lacktöne bekannt, mit dem Quattro-Allradantrieb innerhalb kürzester Zeit als innovationsstarke, technisch avantgardistische Marke positionierte.

Ro-80-Fahrer teilten per Fingerzeig mit, wie unzuverlässig die Technik war

Dass der Wankelmotor aktuell lediglich von Mazda im Automobilbau eingesetzt wird, macht allerdings deutlich, dass dieses Motorenkonzept auch einige gravierende Nachteile hat. So sind die Wärmeverluste aufgrund der größeren Brennraumoberflächen höher als bei einem Ottomotor. Zudem galten die früheren Wankelmotoren als Sprit- und Ölfresser mit extrem kurzer Lebensdauer. In den siebziger Jahren sollen sich Ro-80-Fahrer stets mit einigen erhobenen Fingern gegrüßt haben - wobei die Zahl der ausgestreckten Finger angeblich auf die Anzahl der schon verschlissenen Wankelmotoren verwies.

Heute, beteuern die Verantwortlichen bei Audi, seien diese Schwierigkeiten ausgeräumt, zu denen besonders die problematische Abdichtung zwischen Brennkammer und Kreiskolben gehörte. Bei dem im Audi A1 E-Tron eingesetzten Aggregat handelt es sich um einen Einscheiben-Wankelmotor, der mitsamt der nötigen Steuerelektronik, dem Abgasstrang, der Kühlung und dem Generator lediglich 65 Kilogramm wiegt und so kompakt ist, dass er unter den Kofferraumboden passt. Läuft die Maschine mit einer Drehzahl von rund 5000 Umdrehungen pro Minute, arbeitet sie praktisch an ihrem Effizienzmaximum.

Überzeugender Durchschnittsverbrauch von 1,9 Liter je 100 Kilometer

Als Durchschnittsverbrauch für den A1 E-Tron gibt Audi - auf der Grundlage des aktuellen Normentwurfs der EU (ECE-R 101), der die Verbrauchsberechnung für Elektro-, Hybrid- und Range-Extender-Fahrzeuge festlegt - einen Wert von 1,9 Liter je 100 Kilometer an. Das wiederum entspricht einem CO2-Ausstoß von 45 Gramm je Kilometer. Mit der derzeitigen Konfiguration im Prototypen fährt das Auto rund 50 Kilometer rein elektrisch, ehe praktisch unmerklich (von einer Kontrollleuchte im Cockpit abgesehen) der Wankelmotor anspringt und Strom für weitere 200 Kilometer Fahrt produziert.

Bereits 2013, heißt es bei Audi, könnte der Verkauf des technisch außergewöhnlichen Fahrzeugs beginnen. Bis dahin sind allerdings noch einige patentrechtliche Fragen in Sachen Wankelmotor zu klären. Und - viel wichtiger - es muss eine Einigung mit der Konzernmutter aus Wolfsburg erzielt werden. Denn die VW-Mächtigen wollen ausschließlich konventionelle Hybridautos oder reine Elektrofahrzeuge bauen. Hightech-Exotik wie sie im A1 E-Tron steckt, ist in den Wolfsburger Zukunftsplänen nicht vorgesehen.

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1. Es bleibt aber die Frage
hannovernews 03.01.2011
wer sich dann ein solches Auto ohne jegliche Förderung leisten kann. Selbst Audi-Käufer dürften über den dann wohl deutlich höheren Preis kaum erpicht sein, der Rest der Menschheit, also Otto Normalverbraucher, wird sich ohne staatliche Förderung sowieso kaum ein solches Elektroauto leisten können. Hier http://www.autonews-123.de/hat-elektromobilitaet-in-deutschland-eine-zukunft-ohne-foerderung-elektroautos-kaum-verkauflich/ ist das ziemlich gut zusammengefasst.
2. Ein Halbsatz ...
olligod 03.01.2011
Hallo SPON, bitte diesen Satz in der Einleitung mal zu einem *Satz* machen ... "Die Spitze des VW-Konzerns angeblich, weil Audi einen technischen Alleingang mit einem Elektrofahrzeug mit zusätzlichem Wankelmotor plant. " ... noch eine gutes Neues Jahr!
3. ...nicht ganz dicht und welche Hubraumberechnung, bitte?
eikfier 03.01.2011
Zitat von hannovernewswer sich dann ein solches Auto ohne jegliche Förderung leisten kann. Selbst Audi-Käufer dürften über den dann wohl deutlich höheren Preis kaum erpicht sein, der Rest der Menschheit, also Otto Normalverbraucher, wird sich ohne staatliche Förderung sowieso kaum ein solches Elektroauto leisten können. Hier http://www.autonews-123.de/hat-elektromobilitaet-in-deutschland-eine-zukunft-ohne-foerderung-elektroautos-kaum-verkauflich/ ist das ziemlich gut zusammengefasst.
...ich glaube bis zum Beweis des Gegenteils eigentlich auch gerne jede Mitteilung von seriösen Leuten, aber in diesem Punkte nicht: wenn das Dichtungsproblem, an dem seinerzeit die klügsten Köpfe kapitulierten, gelöst sein sollte, müßte der Wankelmotor eigentlich den Ottomotor längst abgelöst haben, denn die Kreiskolbenidee ist einfach genial und außerdem war doch damals noch das Hubraumproblem, erinnere ich mich, wieviel ccm soll denn der neue Audiwankel eigentlich haben?, bitte vorrechnen....;-)
4. SPON eben
assiwichtel 03.01.2011
Bitte nicht Otto-Motor mit Hubkolbenmotor gleichsetzen, ein Benziner-Wankel arbeitet schließlich auch nach dem Otto-Prinzip! Der "Hubraum" - richtig: Kammervolumen - läßt sich sehr wohl berechnen, nur etwas schwieriger als bei einem Kolben; siehe z.B. hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Wankelmotor
5. Wankel - Keramikmotor .. technisch machbar oder nicht
Renard, 03.01.2011
Zitat von eikfier...ich glaube bis zum Beweis des Gegenteils eigentlich auch gerne jede Mitteilung von seriösen Leuten, aber in diesem Punkte nicht: wenn das Dichtungsproblem, an dem seinerzeit die klügsten Köpfe kapitulierten, gelöst sein sollte, müßte der Wankelmotor eigentlich den Ottomotor längst abgelöst haben, denn die Kreiskolbenidee ist einfach genial und außerdem war doch damals noch das Hubraumproblem, erinnere ich mich, wieviel ccm soll denn der neue Audiwankel eigentlich haben?, bitte vorrechnen....;-)
Mazda setzt den Wankelmotor im RX8 ein, der Verbrauch ist erheblich höher im Vergleich zu einem Hubkolbenmoter der gleichen Leistung. Das Problem der Hubraumabdichtung ist zur Zeit technisch nur unvollkommen gelöst worden. Vielleicht erlebt das Wankel-Prinzip als Keramikmotor mit sehr hohen Verbrennungstemperaturen und Drehzahlen eine Renaissance, aber auch hier ist die Hubraumabdichtung das Problem. Das Konzept kochte Ende der siebziger Jahre schon mal hoch. Aber sich ist das der Wunsch des Thermodynamikers der Vater dieses Gedankens.
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Förderung umweltfreundlicher
Autos in Europa
Hintergrund und Berechnungsgrundlage
Weltweit subventionieren etliche Länder saubere Autos. In China winken umgerechnet 6500 Euro, in den USA zwischen 1800 und 5300 Euro und in Japan sogar bis zu 11.500 Euro. In Deutschland gibt es bislang keine Förderung. Wie und wo in Europa Autos mit besonders geringem CO2-Ausstoß bezuschusst werden, zeigt die Zusammenstellung von SPIEGEL ONLINE. Als Referenzmodell bei Steuervergleichen diente ein Mercedes B 180 mit einem CO2-Ausstoß von 152 g/km.

Österreich
Österreich: Befreiung von der einmaligen Verbrauchsabgabe (1602 Euro) und der Kfz-Steuer (403 Euro pro Jahr).
Norwegen
Fahrer von Elektroautos dürfen die Bus- und Taxispuren benutzen, und zudem sind alle Parkplätze kostenfrei.
Italien
1500 Euro Zuschuss für ein privat genutztes Elektroauto. Bei gewerblichen Fahrzeugen steigt der Bonus auf 4000 Euro. Stufenweiser Rabatt auf Kfz-Steuer in den ersten fünf Jahren (219 Euro pro Jahr).
Irland
50 Prozent Steuernachlass oder 2500 Euro Zuschuss für Fahrzeuge mit Hybrid- oder Flexfuel-Antrieb.
England
Ab 2011 sollen Käufer von Elektroautos mit einer Summe zwischen umgerechnet 2300 und 5000 Euro unterstützt werden - zunächst ist die Subvention begrenzt bis 2016.
Frankreich
2000 Euro Bonus für Hybrid-, Erd- oder Flüssiggasantrieb mit weniger als 140 g/km CO2-Ausstoß. 5000 Euro für alle Fahrzeuge mit weniger als 60 g/km. Gewerbliche Fahrzeuge werden zudem von der Dienstwagensteuer befreit (1250 Euro pro Jahr).

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Geräusche von E-Modellen: Schräger die Autos nie klingen

Welche Typen von Elektroautos gibt es?
Reiner Elektroantrieb
Diese Fahrzeuge haben keinen klassischen Antriebsstrang mehr, der vom Motor die Bewegungsenergie auf die Räder überträgt. Stattdessen sind in den Radnaben Elektromotoren, die Energie kommt aus einem Akku, der an der Steckdose aufgeladen werden kann. Weil die Speicherkapazität der Batterien noch nicht mit einem klassischen Automobil vergleichbar ist, haben einige Elektromobile einen sogenannten Range Extender an Bord - einen kleinen Generator, der die Elektromotoren mit Energie versorgt, wenn der Akku leer ist.

Beispiele: Tesla Model S, VW E-Up, VW E-Golf, Renault Zoe, BMW i3, Ford Focus Electric, Nissan Leaf, Mercedes B-Klasse E-Drive
Hybridantrieb
Hybridautos haben zusätzlich zum klassischen Verbrennungsmotor einen Akku an Bord. Wenn der leer ist, springt der Benziner an. Eine Variante sind sogenannte Mild-Hybrid-Systeme, bei denen der Stromantrieb nur parallel unterstützend läuft, um den Benzinverbrauch zu reduzieren. Der Akku wird in der Regel durch Bremskraftrückgewinnung und einen Dynamo geladen. Zukünftige Hybridfahrzeuge sollen aber auch an der Steckdose aufladbar sein.

Beispiele: Toyota Prius, Toyota Prius+, VW Golf GTE, Porsche Panamera S E-Hybrid, Porsche 918 Spyder, Volvo V60 PiH, BMW i8
Brennstoffzellenantrieb
Bei diesen Fahrzeugen tankt man statt Benzin flüssigen Wasserstoff. In einer chemischen Reaktion wird das Hydrogen in der Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt, die dann das Fahrzeug antreibt. Anders als bei reinen Elektrofahrzeugen ist die Infrastruktur für den Wasserstoff eine ungelöste Frage. Vorteil der Brennstoffzellenfahrzeuge ist ihre größere Reichweite.

Beispiele: Hyundai ix35, Honda FCX Clarity, Hamburger Nahverkehrsbusse (Mercedes-Benz), Toyota Mirai
Range Extender
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Elektroautos haben Range Extender einen Verbrennungsmotor an Bord, der anspringt, wenn die Ladung der Batterie zur Neige geht. Vorteil: Die Reichweite steigt auf das Niveau eines Autos mit konventionellem Antrieb. Vorreiter dieser Spezies ist der Opel Ampera, der die Kraft des Verbrenners aber auch nutzt, wenn die volle Leistung zum Beispiel auf der Autobahn abgerufen wird.

Beispiele: Opel Ampera (baugleich mit Chevrolet Volt), BMW i3 (optional mit Benzinmotor)
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Elektroautos im Aufwind O: Modelle und Meilensteine

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