Der Hochlauf der Elektromobilität stellt die Autoindustrie vor ein zentrales Dilemma: Um „Reichweitenangst“ zu begegnen, werden vor allem größere Batterien verbaut. Doch genau sie sind der teuerste und schwerste Bestandteil eines E-Fahrzeugs. Sie machen rund 40 Prozent der Gesamtkosten und mehr als ein Viertel des Gewichts aus. Mehr Kapazität bedeutet daher mehr Gewicht, höhere Kosten und physikalische Nachteile.
Ford setzt bei seiner neuen Universal EV Platform (UEV) auf einen anderen Ansatz. Statt immer größere Batterien einzubauen, will der Hersteller das Fahrzeug als Gesamtsystem optimieren, um mit kleineren Energiespeichern mehr Reichweite zu erzielen. Ziel ist es laut dem US-Traditionskonzern, die Komplexität deutlich zu reduzieren und so eine neue Generation erschwinglicher Elektrofahrzeuge zu entwickeln – beginnend mit einem mittelgroßen Elektro-Pick-up.
„Bezahlbarkeit ist für uns kein Marketing-Schlagwort“
„Bezahlbarkeit ist für uns kein Marketing-Schlagwort“, heißt es aus dem Unternehmen. Um dieses Ziel zu erreichen, habe man gezielt nach Kostensenkungspotenzialen gesucht. Dazu wurde innerhalb einer „Skunkworks“-Einheit ein Team gebildet, das klare Kennzahlen für Reichweite, Effizienz und Leistung definierte – etwa in Bezug auf Gewicht, Luftwiderstand, Rollwiderstand und letztlich die Batteriegröße.
Kern des Ansatzes ist eine interne „Bounty“-Kultur (Prämie/Belohnung). Das für die Reichweite, Effizienz und Leistung zuständige Team legte Zielwerte fest, die andere Entwicklungseinheiten erfüllen mussten. Während Ingenieure in klassischen Strukturen häufig in Abteilungen isoliert arbeiten und primär ihre jeweilige Komponente optimieren, sollen die „Bounties“ Zielkonflikte transparent machen und an konkreten Auswirkungen auf Reichweite und Batteriekosten messen.
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Ein Beispiel: Aerodynamiker bevorzugen ein niedrigeres Dach für weniger Luftwiderstand, während andere Teams mehr Kopffreiheit oder geringere Innenraumkosten anstreben. Mit dem neuen System bei Ford wird die Auswirkung messbar: Eine Erhöhung der Dachhöhe um nur einen Millimeter würde 1,30 US-Dollar (1,10 €) zusätzliche Batteriekosten oder 0,055 Meilen (0,09 km) weniger Reichweite bedeuten, erklärt das Unternehmen. Damit verfolgten alle Teams ein gemeinsames Ziel: maximale Reichweite bei minimalen Batteriekosten.
Die Methode wurde laut Ford auf zahlreiche Bereiche angewandt. So sei das Gehäuse der Außenspiegel nun um mehr als 20 Prozent kleiner als bei konventionellen Modellen. Das senke Gewicht und Kosten, verbessere die Aerodynamik und bringe 1,5 Meilen (2,4 km) zusätzliche Reichweite.
Intelligenteres Energiemanagement, 48-Niedervoltsystem
Ein weiterer Schwerpunkt liegt im Energiemanagement. Die elektrische Architektur bestimmt, wie Strom und Signale im Fahrzeug verteilt werden. Energieumwandlungen – etwa von 400 Volt auf 48 Volt für Niedervolt-Verbraucher – führen zu Verlusten. Zudem sind solche Systeme häufig auf mehrere externe Zulieferer verteilt, was zusätzliche Gehäuse, Befestigungen und Steckverbindungen sowie mehr Gewicht und Kosten bedeutet. 2023 holte Ford daher die Entwicklung der Hochvolt-Leistungselektronik ins eigene Haus und übernahm das Unternehmen Auto Motive Power. Dessen Ingenieure bringen Erfahrung in Leistungsumwandlung und Energiemanagement aus Elektrofahrzeugen ein.
Künftig sollen Kunden erstmals ein vollständig von Ford selbst entwickeltes elektrisches Lade-Ökosystem erleben – inklusive Software und bidirektionaler Ladefähigkeit. Verbesserungen sollen die Ladezeiten verkürzen, die Batterielebensdauer maximieren und die Gesamtbetriebskosten senken.
Die neue Hard- und Softwarearchitektur ermöglicht zudem Fords erstes 48-Volt-Niedervoltsystem. Im mittelgroßen Elektro-Pick-up ist der Kabelbaum dadurch den Angaben zufolge 4000 Fuß (ca. 1,2 km) kürzer und 22 Pfund (ca. 10 kg) leichter als bei einem Elektrofahrzeug der ersten Generation. Statt mehr als 30 dezentralen Steuergeräten kommen nur noch fünf Hauptmodule zum Einsatz, was den Verkabelungsaufwand deutlich reduziert.
„Andere Unternehmen werden behaupten, dass sie vieles davon bereits zuvor versucht haben. Aber Physik ist kein geschütztes Eigentum“, so Ford. „Wir entwickeln eine wirklich integrierte Plattform für Elektrofahrzeuge, bei der kein einzelnes Bauteil leicht kopiert werden kann.“ Gelingt das Vorhaben, erwartet das Unternehmen eine Fahrzeugfamilie, die preislich mit den Besten der Welt – einschließlich Verbrennern – konkurrieren kann. Noch sei viel Arbeit zu leisten, doch man mache Fortschritte, erklärt Alan Clarke, der die Entwicklung verantwortet.
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