So ist es Volkswagen gelungen, den Verbrauch des ID.Polo fast um die Hälfte zu senken.

Die Ingenieure hinter dem ultraeffizienten Konzept zeigen uns die Entstehung des Prototyps sowie die Tricks, die zur Senkung des Verbrauchs eingesetzt werden.

Sie hat drei Effizienzrekorde aufgestellt … und könnte weitere anstreben. Die Volkswagen Mission Efficiency wies bei einer ersten Straßenfahrt diesen Sommer zwischen Wolfsburg (Deutschland) und Wien (Österreich) einen Stromverbrauch von 7,51 kWh/100 km auf. Dieses experimentelle Fahrzeug, das größtenteils aus Elementen des neuen Volkswagen ID.Polo entwickelt wurde – dem es bei dessen Markteinführung vorausgeht –, legt besonderen Wert auf die Aerodynamik.

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0,158 von Cx

Das ist ein erster Rekord für ein Fahrzeug, das laut dem Rekord-Institut für Deutschland (RID), dem deutschen Konkurrenten des berühmten Guinness World Records, „für den Straßenverkehr homologiert“ ist. Der Widerstandsbeiwert (Cx), der für die Effizienz eines Elektrofahrzeugs entscheidend ist, liegt hier bei 0,158.

Einige aktuelle Werte für Cx

Volkswagen Mission Efficiency (Konzeptfahrzeug): 0,158

Mercedes Vision EQXX (Konzeptfahrzeug): 0,17

Forthing Xinghai S7 (Serienfahrzeug): 0,191

Xiaomi SU7 (Serienfahrzeug): 0,195

Lucid Air (Serienfahrzeug): 0,197

Mercedes EQS (Serienfahrzeug): 0,20

Hyundai Ioniq 6 (Serienfahrzeug): 0,21

Tesla Model 3 (Serienfahrzeug): 0,219

Geely Galaxy TT (Serienfahrzeug): 0,22

Volkswagen ID.Polo (Serienfahrzeug): 0,26

Das fällt bereits auf den ersten Blick ins Auge. Die Nase ist abgerundet, die Oberflächen sind glatt und der Profilform folgt man möglichst genau dem Tropfen – die ideale Form in der Strömungsmechanik (Cx: 0,045).

Zusätzlich tragen das verkleinerte Innenraumkonzept sowie der gesenkte Dachwinkel dazu bei, die Frontfläche zu verringern. Sie beträgt hier 2,08 m² im Vergleich zu 2,33 m² beim ID.Polo. Der SCx, der aus Cx und der Frontfläche berechnet wird, liegt bei 0,328. Das Stadtauto weist einen Wert von 0,615 auf – was auf einen genauen Cx-Wert von 0,264 hindeutet…).

Abmessungen der Volkswagen Mission Efficiency:

Länge: 4,77 m

Breite: 1,74 m

Höhe: 1,39 m

Radstand: 2,70 m

Aber darüber hinaus zeigen sich weitere Feinheiten, die in realen Bedingungen einige Tausendstelpunkte an Cx einbringen. Schauen Sie sich das Auto von vorne an – Sie werden drei Öffnungen sehen. Lüftungsschlitze öffnen und schließen sich je nach Kühlbedarf. Der Aerodynamiker Sven Lange, einer der Projektverfasser, erläutert mir mehr dazu: „Während der Fahrt haben wir hauptsächlich die kleinen seitlichen Öffnungen genutzt. Der zentrale Schlitz wurde nur geöffnet, um während des Aufladens eine Kühlung zu gewährleisten.“ Man optimiert also je nach Situation.

Betrachten Sie das Auto erneut von vorne. Sie werden zwei Erhebungen vor den Vorderrädern sehen, die dazu dienen, den Luftstrom abzulenken. Eine elegante Lösung, die aber nicht so einfach auf ein Alltagsfahrzeug übertragen werden kann. „Hier haben wir nur einen Reifentyp, nur einen Radreifen-Typ“, erklärt mir Sven Lange. „Bei einem Auto wie dem ID.Polo gibt es mehrere davon. Hier konnten wir daher die Form maßgeschneidert gestalten, was in der Serienfertigung problematischer ist.“ An diesem Experimentalfahrzeug haben sich die weißen Kittel außerdem eine geringe Bodenfreiheit vorne erlaubt, einen Angriffswinkel, der nicht gerade freundlich zu Bürgersteigen ist, sowie einen sehr geringen Abstand zwischen den Reifen und den Radläufen.

Was den schädlichen Einfluss der Räder betrifft, so weisen wir darauf hin, dass es sich um Continental-Reifen handelt, die von den EcoContact 7 aus dem Katalog abgeleitet sind und eine abgerundete Seitenwand aufweisen, was eine bessere Durchdringung in die Luft ermöglicht. Vollräder reduzieren außerdem einige der sogenannten „Punkte“ – wie die Aerodynamik-Experten es nennen – bezüglich des Cx-Werts, also von Millisekundenbruchteilen. An der Hinterachse sind sie aerodynamisch geformt, um ihren Einfluss zu begrenzen.

Und die Rückspiegel? Der XL1 – das Aerodynamikfahrzeug von VW aus den 2010er Jahren – verfügte über Kameras, um sich dieser abscheulichen Luftstromstörer zu entledigen. Sven Lange rechtfertigt das Weglassen davon damit: „Zunächst wollten wir Elemente aus der Serienproduktion verwenden. Zudem hat die Kamera dennoch Auswirkungen auf die Aerodynamik, da sie aus Zulassungsgründen auf langen Stangen montiert werden muss. Das kostet etwa 5 Punkte (also 0,005 Cx), im Vergleich zu 6 Punkten (0,006) bei herkömmlichen Rückspiegeln. Außerdem müssen innen Bildschirme angebracht werden, die Energie verbrauchen. Und schließlich ist ein traditioneller Rückspiegel für den Fahrer viel komfortabler.“

VW hat sich trotzdem einige Extras gegönnt, wie beispielsweise Solarmodule mit 370 Watt auf dem Dach. Theoretisch und je nach Wetter können sie eine Reichweite von etwa dreißig Kilometern ermöglichen.

Auf der anderen Seite verzichtete die Marke auf äußerst komplexe Mechanismen wie die science-fictionhaften Plasmamotoren. Ein solches Gerät benötigt ebenfalls Energie, so ein guter Kenner des Themas… Übrigens gehörte die Möglichkeit, das Auto im Alltag unter realen Bedingungen zu nutzen, zu den Anliegen der Konstrukteure. „Es handelt sich nicht nur um reine Ingenieursfantasie, es muss auch ein praktisches Auto sein“, fügt Sven Lange hinzu.

Nicht weit von der Serienproduktion entfernt

Lassen Sie uns an Bord nachsehen. Die horizontale, natürliche Fahrposition, die schmale, gewölbte Windschutzscheibe sowie der enge Raum im Vergleich zum Beifahrer – die sportliche Atmosphäre erinnert an den XL1, doch der Innenraum ist dennoch deutlich geräumiger. Es entsteht außerdem das Gefühl, etwas Ähnliches bereits gesehen zu haben. Vor uns befindet sich das kapazitiv bedienbare Lenkrad des ID.Polo. Ebenfalls sichtbar ist das kleine Instrumentenpult aus den früheren ID.3-Modellen. Der zentrale Bildschirm ist ein abnehmbares Tablet, das man während des Aufladens auf die Knie legen kann. Warum auch nicht?

Um sich auf den Rücksitzen niederzulassen, muss man eher auf die (auf YouTube so gelobten) Methoden des Tai-Chi-Chuans zurückgreifen. Wenn zwar der Knieraum überraschend akzeptabel ist, so ist die Kopffreiheit natürlich begrenzt. Die dicke Kopfstütze im Rückenbereich dient eher der Ästhetik als der Ergonomie. Es bleibt dabei ein Konzept.

Kommen wir zum Kofferraum. Der Raum ist eng und tief, doch die Tragfähigkeit ist mehr als ausreichend (481 Liter). Die Entwickler haben auch an zusätzliche Stauräume von etwa zwanzig Litern hinter den Hinterrädern gedacht … Auch dort ist es eng. Das ist natürlich eine Folge der „dünnen“ Hinterradachse – sie wurde um 17 cm verkürzt – um die Spurweite zu verringern. Ziel war es, der durch die Strömungsmechanik geforderten Tropfenform näherzukommen. „Das war eine der größten Herausforderungen in der Konstruktionsphase“, gibt der Ingenieur zu. Die Serien-Hinterradachse des ID.Polo war tatsächlich etwas zu niedrig platziert, um die ideal abgeflachte und nach vorne hin allmählich ansteigende Karosseriekonstruktion zu erreichen, wie sie in der Windkanaluntersuchung angestrebt wurde. Federn und Dämpfer mussten daher versetzt werden.

ID.Polo-Ersatzteile

80 % der Bauteile des Mission Efficiency stammen aus der Serie sowie der Plattform MEB+ des ID.Polo. Der Fokus auf Realismus – und vermutlich auch auf die verfügbaren Mittel – hat dazu geführt, dass VW den Einsatz exotischer Materialien einschränkte. Nur ein Teil der Flügel, Türen oder des Kofferraums wurde aus Verbundmaterialien hergestellt. Laut unseren Informationen wiegt das Auto dadurch fast 1.600 kg, was das Doppelte eines XL1 ist.

Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass der Widerstand im Vergleich zum Gewicht bei der Energiebilanz eines Elektrofahrzeugs eine größere Rolle spielt, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Beispiel: Bei der Limousine ID.7 bedeutet eine Reduzierung des Cx um 0,001 einen Zuwachs der Reichweite um 1,2 km. Um das gleiche Ergebnis durch eine Veränderung der Masse zu erzielen, wären hier 9 kg abzuziehen. Dies ist insbesondere bei Autobahnfahrten relevant. VW gibt hier einen Effizienzzuwachs von 30 % ab einer Geschwindigkeit von 80 km/h an. Umgekehrt bedeutet das eine ähnliche Verbrauchsstufe zwischen einer ID.Polo bei 100 km/h und einer Mission Efficiency bei 140 km/h.

Die gesamte Antriebsstrang-Komponente stammt von der ID.Polo. Sie besteht insbesondere aus dem neuen Motor APP290, der wie bei der Stadtlimousine vorne angeordnet ist. Hier handelt es sich um die Version mit 135 PS.

Technische Daten:

Plattform: MEB+ Antrieb vorne

Batterie: 54,9 kWh (netto)

Zusammensetzung: Nickel-Mangan-Kobalt (NMC)

Aufladung bei maximaler Leistung: 105 kW

Kraft: 135 PS

0–100 km/h: 9,0 s.

Höchstgeschwindigkeit: 160 km/h

Ebenfalls verbaut ist der Hauswechselrichter, der Siliziumkarbid-(SiC)-Halbleiter verwendet, die auch im Serienfahrzeug zum Einsatz kommen. Diese teureren „Transistoren“ ermöglichen eine erhebliche Steigerung der Effizienz. Die Schätzungen liegen bei 5 bis 10 %. Zum Paket gehört außerdem die aus prismatischen Zellen bestehende sogenannte „Unified Cell“-Batterie. Die Nickel-Mangan-Kobalt-(NMC)-Zellen sowie das Steuerungssystem sind identisch, es gibt jedoch einen Unterschied: Die Kapazität beträgt hier 54,9 kWh im Vergleich zu 52 kWh beim ID.Polo.

Tatsächlich wurde die Lücke zwischen der Bruttokapazität und der Nettokapazität verringert. „Das ist die einzige Flexibilität, die wir uns erlaubt haben“, erklärt mir Jannis Springer, einer der Leiter der Innovationsabteilung bei VW. „Das ermöglichte es uns, sicherzustellen, dass wir mit einer bestimmten Ladung in Wien ankommen. Auch wenn das letztendlich nicht nötig war.“

Tatsächlich erreichte das Prototyp nach seiner einzigen vorgesehenen Aufladung die Ufer der Donau mit noch 164 Kilometern Reichweite. Die drei Kilowattstunden, die dadurch eingespart wurden, hatten keinen nennenswerten Einfluss.

Zwei Jahre und ein halbes Entwicklungszeitraum

VW strebte einen Verbrauch von unter 10 kWh/100 km an. Doch zu Beginn der Entwicklung – die im Dezember 2023 startete – waren die Simulationen noch nicht so ausgereift. Sven Lange sagte dazu: „Wir haben viel mit CFD-Software (Computational Fluid Dynamics) gearbeitet, mit etwa 300 verschiedenen Modellen. Und ich glaube, wir haben auch 100 bis 150 Stunden in der Windkanal-Anlage verbracht.“

Jannis Springer: „In den letzten Monaten, je konkreter und greifbarer das Fahrzeug wurde, gewannen wir die Gewissheit, die Ziele erreichen zu können. Die tatsächliche Möglichkeit, dies zu schaffen, wurde erst in den letzten Wochen deutlich.“

Die drei vom Rekord-Institut für Deutschland (RID) bestätigten Rekorde:

Cx für ein homologiertes Fahrzeug: 0,158

Verbrauch unter idealen Bedingungen auf der Rennstrecke: 6,48 kWh/100 km (Klimaanlage aus, flaches Gelände, konstante Geschwindigkeit)

Verbrauch auf der Straße für seine Klasse: 6,89 kWh/100 km (7,51 kWh inklusive Ladeverluste)

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Ziel der Mission Efficiency war es außerdem, bestimmte in den letzten Jahren aufgestellte Rekorde zu erreichen oder sogar zu brechen. Einer dieser Rekorde war der in diesem Sommer von der Geely Galaxy TT in großer Höhe in China erreichte Verbrauch. Ein weiteres Ziel war das Konzept Vision EQXX von Mercedes. Wenn die manchmal heftigen Rivalitäten zwischen Automobilherstellern uns auf den Weg zur Effizienz führen können…