Ein Elektroauto für Afrika, das auf die Bedürfnisse der Bevölkerung zugeschnitten ist, die ländliche Struktur stärkt und die Wirtschaft ankurbelt: An diesem Ziel haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) vier Jahre lang gearbeitet. Das Ergebnis ist vielversprechend.
Dieser Beitrag ist zuerst in eMobilJournal Ausgabe 05/2018 erschienen.
Erster Praxistest des aCar in Ghana 2017
Für viele Menschen in Afrika ist der Zugang zu Fahrzeugen nicht selbstverständlich. Für Bauern, die weit von den urbanen Zentren entfernt leben, bedeutet das, dass sie keinen direkten Zugang zu medizinischer Versorgung, Bildung und zum politischen Geschehen haben. Um ihren Lebensunterhalt bestreiten zu können, sind sie auf Transportunternehmen angewiesen, die ihre Erzeugnisse zum Verkauf in die nächste Stadt fahren. Viele Menschen verlassen daher die ländliche Umgebung, weil sie in der Stadt auf bessere Lebensbedingungen hoffen.
„Wir haben mit dem aCar ein Mobilitätskonzept entwickelt, das diese Probleme lösen kann“, erklärt Prof. Markus Lienkamp, Leiter des Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik an der TUM. Die Wissenschaftler stellten den ersten aCar-Prototyp im Mai 2016 fertig und erprobten ihn zunächst in Deutschland. Um herauszufinden, ob das Auto auch vor Ort allen Ansprüchen genügt, verschifften sie das Fahrzeug nach Ghana, wo sie im Juli 2017 die Technik und das Konzept unter lokalen Bedingungen prüften (siehe Bild 1).
Bild 1: Der erste aCar-Prototyp im Praxiseinsatz in Ghana © Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik / TUM
Die Funktionalität der Komponenten und die Geländegängigkeit des Prototyps wurden in der Region Ashanti um Kumasi erprobt, deren geographische Gegebenheiten repräsentativ für viele afrikanische Länder sind. Die Herausforderungen der Kreisfahrten bei dortigen Bedingungen und die Schlechtwegerprobungen stellten kein Problem für das Fahrzeug und dessen elektrischen Antriebsstrang dar.
„Es war sechs Wochen im Container unterwegs, wir haben es ausgeladen, eingeschaltet und es hat bis zum letzten Erprobungstag einwandfrei funktioniert“, berichtet Dipl.-Ing. Sascha Koberstaedt vom Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik der TUM (siehe Bild 2). Das Team ließ auch die Menschen vor Ort mit dem Auto fahren, die vom „Solarauto“ begeistert waren. Ein weiterer wichtiger Punkt war, den Einfluss der höheren Temperaturen und der Luftfeuchtigkeit auf die Elektrik zu prüfen.
Bild 2: Sascha Koberstaedt (links) und Martin Soltés (rechts), Geschäftsführer von Evum Motors. © A. Heddergott / TUM
Transportfahrzeug und mobile Arztpraxis in einem
Der Hauptzweck des Fahrzeuges ist der Transport von Personen und Gütern, wobei es eine Gesamtlast von einer Tonne transportieren kann. Die Batterie bietet zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten wie zum Beispiel als Energiequelle oder zur Nutzung leistungsstarker Verbraucher, wie etwa einer Seilwinde. Hierfür wurden bereits unterschiedliche Aufbauten für die Ladefläche konzipiert, die modular verwendet werden können. Mithilfe weiterer Module kann sich das Auto unter anderem in eine mobile Arztpraxis oder eine Wasseraufbereitungsstation verwandeln.
Für die Straßen in Afrika, die größtenteils nicht asphaltiert sind, ist Allradantrieb Pflicht. Das Entwicklerteam entschied sich außerdem für einen elektrischen Antriebsstrang. „Ein Elektroantrieb ist nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch technisch die bessere Lösung, da er wartungsarm ist und sein volles Drehmoment direkt beim Anfahren entfalten kann“, erklärt Martin Šoltés, der gemeinsam mit Sascha Koberstaedt das Projekt am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik leitet (siehe Bild 2).
Solarpaneele erhöhen die Reichweite
Die Batteriekapazität von 20 kWh ermöglicht eine elektrische Reichweite von 80 Kilometern. Sie kann an einer normalen Haushaltssteckdose mit 220 Volt innerhalb von sieben Stunden vollständig geladen werden. Solarmodule, die auf dem Dach des Fahrzeugs angebracht sind, liefern ebenfalls Energie für die Batterie und erhöhen die Reichweite. Solarplanen, die optional erhältlich sind, können noch deutlich mehr Solarenergie zum Laden der Batterie erzeugen.
„Hightech-Komponenten wie die Batterie und die Elektromotoren werden wir am Anfang natürlich importieren müssen“, sagt Martin Šoltés. Jedoch sollen möglichst viele Komponenten des aCar vor Ort gefertigt werden, um die lokale Wirtschaft zu stärken (siehe Bild 3). „Gussknoten und eine einfache geschraubte Bauweise ermöglichen eine einfache Produktion mit sehr niedrigen Investitionskosten“, erklärt Prof. Wolfram Volk, Leiter des Lehrstuhls für Umformtechnik und Gießereiwesen der TUM. Der Preis für das Basisfahrzeug in Afrika soll langfristig unter 10.000 Euro liegen.
Bild 3: Von der Produktion des aCars sollen auch die Menschen vor Ort profitieren. © Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik / TUM
Einsatz auch für Europa interessant
Damit die Idee vom aCar keine Idee bleibt, sondern das Fahrzeug auch wirklich in Serie geht, haben Sascha Koberstaedt und Martin Šoltés 2017 die Evum Motors GmbH gegründet. In einer Modellfabrik sollen die ersten Fahrzeuge in Europa gefertigt werden. „Bevor das Auto in Afrika produziert werden kann, müssen wir zunächst die technischen Abläufe in den Griff bekommen. Dann können wir Menschen aus Afrika hier schulen, die wiederum ihr Wissen vor Ort weitergeben“, sagt Koberstaedt. Aber auch außerhalb des afrikanischen Kontinents wie beispielsweise Europa könnte das aCar ein interessantes Nutzfahrzeug darstellen: Etwa in städtischen Betrieben zu Transportzwecken, bei der Pflege von Grünanlagen oder auch für die Bewirtschaftung von Almen und Weingütern.
An dem Projekt „aCar mobility - Ländliche Mobilität in Entwicklungsländern“, das von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert wird, sind von Seite der TUM die Lehrstühle für Fahrzeugtechnik, Umformtechnik und Gießereiwesen, Industrial Design sowie Strategie und Organisation beteiligt. Wissenschaftliche Kooperationspartner sind die Hochschule Rosenheim und die Universität Bayreuth. Außerdem beteiligten sich sieben Industriepartner an dem Projekt: African Health & Agricultural Foundation, Teleclinic GmbH, DRÄXLMAIER Group, Hirschvogel Automotive Group, McKinsey & Company Inc., Otto SPANNER GmbH und Schnupp GmbH & Co. Hydraulik KG. Das Konzept des Fahrzeuges wurde gemeinsam mit wissenschaftlichen Partnern in Nigeria, Ghana, Kenia und Tansania entwickelt, der Federal University of Technology, Owerri (FUTO) Nigeria, der Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST) Ghana, der Dedan Kimathi University of Technology (DeKUT) Kenia und der St. Augustine University of Tanzania (SAUT) Tansania.
Redaktionstipp: Lesen Sie dazu auch das ausführliche Interview mit Sascha Koberstaedt
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Autor
Dipl. Ing. Sascha Koberstaedt
Projektleiter Forschungsprojekt "aCar mobility", TU München
PFounder & Managing Director, EVUM Motors GmbH -
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