Vergiss immer schwerere Batterien: Durch ein hauchdünnes amorphes Metall im Elektromotor will der chinesische Autobauer GAC Energieverluste halbieren und die Reichweite spürbar steigern. Doch wie alltagstauglich ist die neue Technik wirklich?
Mehr Reichweite bedeutete beim Elektroauto jahrelang vor allem eines: immer schwerere Akkupakete im Fahrzeugboden. Ein Forscherteam des chinesischen Autoherstellers GAC und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften möchte das künftig ändern. Statt den Energiespeicher immer weiter aufzublähen, trimmten die Ingenieure einen Elektromotor auf die maximale Effizienz.
Der Hebel dafür soll in hauchdünnen Bändern aus amorphem Metall liegen. Der Spitzenwirkungsgrad klettert den Angaben zufolge auf 99,03 Prozent. Zum Vergleich: Herkömmliche Motoren mit klassischem Siliziumstahl bleiben bei 97 bis 98 Prozent hängen.
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Das Prinzip dahinter beruht auf handfester Physik. Amorphes Metall besitzt im Gegensatz zu herkömmlichen Metallen kein geordnetes Kristallgitter, sondern eine völlig unregelmäßige Atomanordnung. Und genau diese Struktur könnte dafür sorgen, dass im Motor durch wechselnde Magnetfelder deutlich weniger Energie als Hitze verloren geht.
Die Energieverluste direkt im Motorkern sanken laut GAC um glatte 50 Prozent. Der Stromverbrauch des Testfahrzeugs soll um vier Prozent gesunken sein. Will heißen: E-Autos könnten bei gleicher Akkugröße zwischen 30 und 50 Kilometer mehr Reichweite schaffen – ohne ein einziges Kilogramm zusätzliches Batteriegewicht mitzuschleppen.
3.800 Schichten Präzision: Wie amorphes Metall ein Serienantrieb wird
Hinter den Werten steckt eine gewaltige fertigungstechnische Hürde. Die Bänder aus amorphem Metall messen gerade einmal 0,025 Millimeter. Sie sind damit rund fünfmal dünner als ein menschliches Haar. Für einen einzigen Motorkern müssen rund 3.800 dieser extrem feinen Lagen übereinandergelegt werden. Zum Vergleich: Bei herkömmlichem Siliziumstahl genügen etwa 384 Schichten. GAC und die Akademie haben dieses hochkomplexe Verfahren nun offenbar so verfeinert, dass das spröde Material industriell im großen Maßstab verarbeitet werden kann.
Der Aufwand zahlte sich auf der Waage aus. Ein Aggregat der 300-kW-Klasse wog den Angaben zufolge nur noch 68 Kilogramm. Das würde gegenüber herkömmlichen Systemen, die schnell über 80 Kilogramm auf die Waage bringen, mindestens zwölf Kilogramm Gewicht einsparen. Im chinesischen Prüfzyklus CLTC erreicht das Gesamtsystem einen Wirkungsgrad von 94,184 Prozent. Zudem könnte sich eine alternative Einsatzmöglichkeit eröffnen.
Statt die Reichweite zu vergrößern, könnten Hersteller laut den Berechnungen von GAC-Antriebsspartenchef Qi Hongzhong bei 500 Kilometern Reichweite etwa knapp acht Kilowattstunden Batteriekapazität einsparen. Das würde das Fahrzeuggewicht sowie Akkukosten verringern und könnte die höheren Herstellungskosten des Motors ausgleichen.
Und: GAC parkt die Technik keineswegs in unbezahlbaren Luxusschlitten. Die Technik kommt nach Herstellerangaben bereits in Elektroautos der Marken HYPTEC, AION und AISTALAND zum Einsatz. Der Bericht nennt außerdem Familienautos im Preissegment zwischen rund 12.100 und 16.100 Euro. Zudem beabsichtigt GAC, das Verfahren künftig auch anderen Herstellern zugänglich zu machen, da erst größere Stückzahlen niedrigere Produktionskosten ermöglichen.
Fehlende unabhängige Tests und sprödes Material: Wo die Versprechen noch wackeln
Bei aller Begeisterung für die Effizienzwerte ist gesunde Skepsis angebracht. Bislang existieren keinerlei unabhängige Messungen oder Vergleichstests von dritter Seite, die die versprochenen 30 bis 50 Kilometer Mehrreichweite neutral belegen.
Auch GACs werbewirksame Testfahrt auf der Insel Hainan wirft Fragen auf: Zwar meldete der Hersteller dort einen Fabelwert von 8,571 Kilowattstunden pro 100 Kilometer auf der Autobahn. Doch Details zum Fahrzeugmodell, gefahrenem Durchschnittstempo oder den Außentemperaturen verschweigt das Unternehmen bislang eisern.
Hinzu kommt eine Tücke des Werkstoffs selbst. Denn amorphes Metall ist extrem hart und zugleich empfindlich spröde. Kommt es bei der Verarbeitung zu kleinsten Verformungen, steigen die internen Eisenverluste schlagartig um 15 bis 30 Prozent an.
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