Kurzfassung: Höhere Reichweite durch leichte Polycarbonat-Scheiben: Bis zu 50 Prozent Gewichtsersparnis Leverkusen, Oktober 2011 - Die notwendige Senkung von Treibstoffverbrauch und Kohlendioxid-Emissionen treibt die Entwicklung alternativer Antriebe für ...

[Bayer MaterialScience AG - 07.10.2011] Kunststoffe für Elektroautomobile


Höhere Reichweite durch leichte Polycarbonat-Scheiben: Bis zu 50 Prozent Gewichtsersparnis

Leverkusen, Oktober 2011 - Die notwendige Senkung von Treibstoffverbrauch und Kohlendioxid-Emissionen treibt die Entwicklung alternativer Antriebe für Fahrzeuge voran. Ein Beispiel ist die Elektromobilität, die einen Verzicht auf den Einsatz fossiler Brennstoffe ermöglicht. Eine Herausforderung ist jedoch noch die geringe Reichweite von Elektrofahrzeugen. Hier kommt es vor allem auf eine noch leichtgewichtigere Automobil-Konstruktion an. Hierfür entwickelt Bayer MaterialScience innovative und nachhaltige Werkstofflösungen auf Basis von Polycarbonat und Polyurethan, die unter anderem im Bereich der Verscheibung und der Dachkonstruktion eingesetzt werden können. Dort ermöglichen sie Gewichtseinsparungen von bis zu 50 Prozent, wie der Serieneinsatz von Panoramadächern oder feststehenden Seitenfenstern aus Polycarbonat bereits bewiesen hat.

Nur 20 Kilogramm Systemgewicht bringt beispielsweise ein Dachmodul mit Scheibe und integrierten Solarmodulen auf die Waage, das als Prototyp-Bauteil und Konzeptstudie von der Webasto AG entwickelt und in einem Elektrofahrzeug auf der IAA ausgestellt wurde. Das geringe Gewicht des Dachmoduls ist vor allem der leichten Panoramascheibe zu verdanken. Sie besteht aus dem transparenten Polycarbonat Makrolon® AG2677, das Bayer MaterialScience für die Automobilverscheibung entwickelt hat.

"Automobilscheiben aus unserem Polycarbonat können einen wichtigen Beitrag leisten, das bisher noch hohe Gewicht der Batterien von Elektroautos zu kompensieren", erläutert Dr. Sven Gestermann, Key Account Manager im Bereich Automotive Glazing bei Bayer MaterialScience. "Ein wichtiges Ziel aktueller Entwicklungen ist es, die Reichweite der Fahrzeuge deutlich zu erhöhen. Die Fahrzeughersteller zeigen deshalb großes Interesse an Verscheibungssystemen auf Basis unseres Kunststoffs."

Große Designfreiheiten mit Polycarbonat
Bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen eröffnen sich neue Gestaltungsspielräume, weil grundlegend andere Konzepte für den Antriebsstrang zum Einsatz kommen können. So könnte der bisherige Motorraum konventioneller Fahrzeuge komplett wegfallen, was gänzlich neue Fahrzeugformen erlaubt. Davon kann Polycarbonat ebenfalls profitieren. Denn seine im Vergleich zu Glas und Metall größeren Formgebungsmöglichkeiten erlauben die Verwirklichung großflächiger, komplex geformter 3D-Karosserieaussenteile mit integrierten Scheibenelementen. "Diese Bauteile können als unverwechselbares Stilelement das Erscheinungsbild von Fahrzeugen im Sinne eines Markendesigns prägen", so Gestermann.

Welche Styling-Chancen sich dabei ergeben können, demonstriert Bayer MaterialScience am Beispiel eines Prototyp-Konzeptes für eine komplette, einteilig ausgelegte Heckklappe. Die Heckscheibe ist dabei Teil der vollständig fugenlosen Polycarbonat-Außenhaut des Bauteils. Weiterhin integriert sind ein Heckspoiler und zwei Styling-Linien, was mit Metall und Glas so direkt nicht umsetzbar gewesen wäre - im Falle des Spoilers etwa nur durch eine separate Montage. Rück- und Bremslichter, Blinker, Nummernschildlampen und die hochgesetzte Bremsleuchte liegen hinter der transparenten Außenhaut, so dass die individuelle Abdichtung aller dieser Leuchten entfallen kann. Die zugehörigen Aufnahmen und Führungen sind in 2K-Hinterspritztechnik direkt integrierbar, was sich kostengünstig auf die Fertigung der Baugruppe auswirkt.

Einfärbung und Hitzemanagement mit einem System
Ein weiterer Freiheitsgrad beim Fahrzeugdesign ergibt sich aus der praktisch freien Farbwahl in der Einfärbung von Polycarbonat. Dagegen werden Glasscheiben für Automobile nur in wenigen Standardfarben angeboten. Speziell für Polycarbonat-Scheiben hat Bayer MaterialScience transparent getönte Farben entwickelt, die einen großen Anteil der Infrarot (IR)-Strahlung des Sonnenlichtes herausfiltern, so dass sich der Autoinnenraum bei Sonnenschein nicht so stark aufheizt. Entsprechend ausgerüstete Scheiben aus Makrolon® AG2677 erreichen für dunkle Tönungen eine mindestens so niedrige IR-Licht- und Energietransmission wie kommerzielle Wärmeschutzfarben für Glas. "Dadurch muss die Lüftungs- und Klimaanlage bei Sonnenhitze weniger Arbeit leisten, was wiederum weniger Stromverbrauch und eine größere Reichweite des Elektrofahrzeugs ermöglicht", erklärt Gestermann.

Weiterhin bieten Polycarbonatscheiben Vorteile bei der Wärmeisolation aufgrund der ungefähr fünffach niedrigeren Wärmeleitfähigkeit dieses Kunststoffs gegenüber Glas. Dies bewirkt bei kalter Witterung eine signifikant höhere Oberflächentemperatur der Polycarbonatscheiben auf der Fahrzeuginnenseite, was den Energiebedarf zum Heizen des Fahrzeugs verringert und zugleich den Komfort erhöht. Auch diese Eigenschaft kann dazu beitragen, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Während nämlich bei Verbrennungsmotoren Wärme im Überschuss produziert wird, die für die Heizung genutzt werden kann, muss beim Elektrofahrzeug Wärme mit kostbarer elektrischer Energie erzeugt werden - mit direktem Einfluss auf die Reichweite.

Bedeutender Beitrag zum Klimaschutz auch bei konventionellen Fahrzeugen
Auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor profitiert das Klima von leichten Automobilscheiben aus Polycarbonat. Denn sie sparen im Einsatz mehr CO2 ein als bei ihrer Produktion und Verwertung entsteht. Pro Kilogramm eingesetztem Polycarbonat wird die Atmosphäre um 14 bis 22 Kilogramm CO2 weniger belastet als bei Verwendung von Glas. Das ist das Ergebnis einer Ökobilanz, die ein unabhängiges Beratungsunternehmen am Beispiel eines Mittelklasse-Pkw aufgestellt hat. Würden alle Scheiben des Autos mit Ausnahme der Windschutzscheibe aus Polycarbonat bestehen (mit einem Gesamtgewicht des Kunststoffs von 15 Kilogramm), könnten über eine Fahrzeuglebensdauer von 150.000 Kilometer im Vergleich zu Glas über einen geringeren Kraftstoffverbrauch bis zu 330 Kilogramm CO2 pro Fahrzeug eingespart werden.


Über Bayer MaterialScience:
Mit einem Umsatz von 10,2 Milliarden Euro im Jahr 2010 gehört Bayer MaterialScience zu den weltweit größten Polymer-Unternehmen. Geschäftsschwerpunkte sind die Herstellung von Hightech-Polymerwerkstoffen und die Entwicklung innovativer Lösungen für Produkte, die in vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung finden. Die wichtigsten Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, die Elektro-/Elektronik-Branche sowie die Bau-, Sport- und Freizeitartikelindustrie. Bayer MaterialScience produziert an 30 Standorten rund um den Globus und beschäftigte Ende 2010 rund 14.700 Mitarbeiter. Bayer MaterialScience ist ein Unternehmen des Bayer-Konzerns.


Mehr Informationen finden Sie unter http://www.bayermaterialscience.de.