Volkswagen Mission Efficiency: Reichweite beginnt im Luftstrom

Der Mission Efficiency erreicht auf der Fahrt von Wolfsburg nach Wien einen Verbrauch von 6,89 kWh je 100 Kilometer. Dafür verwendet Volkswagen keine besonders große Batterie, sondern den Antrieb des kommenden ID. Polo und eine bis ins Detail optimierte Karosserie.

Der Volkswagen Mission Efficiency ist 4,78 Meter lang, 1,74 Meter breit und nur 1,39 Meter hoch. Seine Hinterräder sind vollständig verkleidet, das Heck wird in Breite und Höhe schmaler, der Unterboden ist nahezu geschlossen. Die ungewöhnlichen Proportionen folgen einer klaren technischen Vorgabe: Das Auto soll der Luft möglichst wenig Widerstand entgegensetzen.

Der Luftwiderstandsbeiwert beträgt 0,158, die Stirnfläche 2,08 Quadratmeter. Entscheidend ist die Kombination beider Werte. Ein niedriger cW Wert allein sagt wenig aus, wenn ein Fahrzeug gleichzeitig hoch und breit im Luftstrom steht. Beim Mission Efficiency wurde deshalb nicht nur die Oberfläche geglättet, sondern die gesamte Architektur auf eine möglichst kleine Stirnfläche und einen kontrollierten Strömungsverlauf abgestimmt.

Auf einer offiziell dokumentierten Fahrt legte das Fahrzeug 1.278,36 Kilometer vom Volkswagen Entwicklungszentrum in Wolfsburg über Poznań und Olmütz bis nach Wien zurück. Der Verbrauch betrug 6,89 kWh je 100 Kilometer ohne und 7,51 kWh einschließlich der Ladeverluste. Die 54,9 kWh große Batterie wurde unterwegs einmal geladen. Bei der Ankunft zeigte das Fahrzeug noch eine Restreichweite von 164 Kilometern an.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit lag bei 67,72 km/h, die Höchstgeschwindigkeit bei 138 km/h. Bei einer gesonderten Idealfahrt mit konstanten 68 km/h, ohne Steigungen und mit deaktivierten Nebenverbrauchern wurden 6,48 kWh je 100 Kilometer gemessen.

Die Karosserie übernimmt den größten Teil der Arbeit

Der Energiebedarf eines Elektroautos wird bei höherem Tempo wesentlich vom Luftwiderstand bestimmt. Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt die dafür erforderliche Antriebsleistung stark an, wodurch sich der Vorteil des Mission Efficiency gegenüber dem ID. Polo ab etwa 80 km/h besonders deutlich ausprägt. Volkswagen nennt bei höheren Geschwindigkeiten einen Verbrauchsvorteil von mehr als 30 Prozent.

Bei 140 km/h benötigt der Mission Efficiency ungefähr so viel Energie wie ein ID. Polo bei 100 km/h. Motor und Batterie sind dabei weitgehend identisch. Die Differenz entsteht vor allem durch die Karosserie.

Bereits deren Grundform soll für 47 Prozent der aerodynamischen Qualität verantwortlich sein. Das Dach fällt über eine große Länge zum Heck ab, gleichzeitig ziehen sich die Seitenflächen nach innen. Diese als Boat Tailing bezeichnete Form führt die Luft möglichst lange an der Karosserie entlang und verringert die Verwirbelungen hinter dem Fahrzeug.

Das erklärt auch die Länge von fast 4,80 Metern. Der Mission Efficiency ist 72,2 Zentimeter länger als der ID. Polo, obwohl sein Radstand nur um zehn Zentimeter zunimmt. Der zusätzliche Raum wird vor allem für den langen hinteren Überhang benötigt. Er ermöglicht das schmale Heck und einen sauberen Abschluss der Luftströmung.

Eine präzise ausgeführte Abrisskante trennt die Strömung am Ende der Karosserie. Darunter nimmt ein großer Diffusor die Luft vom Unterboden und von den seitlichen Anströmkörpern auf.

Bis zu 30 Prozent des Luftwiderstands entstehen an den Rädern

Die Räder verursachen je nach Fahrzeug zwischen 25 und 30 Prozent des aerodynamischen Widerstands. Rotierende Reifen, offene Felgen und große Radhäuser erzeugen Verwirbelungen, die den Energieverbrauch erhöhen.

Beim Mission Efficiency liegen die vorderen Radausschnitte deshalb eng an den Reifen. Auf der sichtbaren Außenseite reduzieren glatte, transparente Abdeckungen die Verwirbelungen. Auf der Innenseite verhindern patentierte Felgendeflektoren, dass Luft in die Felgen eintritt.

Die Hinterräder sind vollständig abgedeckt. Dadurch bleibt die seitliche Strömung bis zum eingezogenen Heck weitgehend geschlossen. Die Abdeckungen werden gleichzeitig als Zugang zu zusätzlichen Staufächern genutzt. Auf der Beifahrerseite befindet sich dort unter anderem das Fach für das Ladekabel.

Auch die Reifen wurden angepasst. Die gemeinsam mit Continental entwickelten Pneus basieren auf dem EcoContact 7, besitzen aber einen besonders rollwiderstandsarmen Laufstreifen und aerodynamisch geformte Seitenwände, wahrscheinlich wurde auch mit entsprechenden Luftdruck gefahren.

Ein weitgehend geschlossener Unterboden

Rund zwölf Prozent des Luftwiderstands eines Autos können im Bereich des Unterbodens entstehen. Volkswagen verkleidet ihn daher nahezu vollständig. Aerodynamisch geformte Achsabdeckungen sowie Luftleitelemente vor den Vorder- und Hinterrädern halten die Strömung möglichst ruhig.

Für das schmale Heck wurde die Verbundlenkerachse des ID. Polo um 170 Millimeter schmaler ausgeführt. Feder und Dämpfer liegen dadurch weitgehend außerhalb des Luftstroms. Die straffere Abstimmung soll trotz der schmaleren Spur ein neutrales Fahrverhalten ermöglichen.

An der Front regeln drei aktive Kühlluftklappen die Luftzufuhr. Sie können einzeln sowie in mehreren Stufen geöffnet werden. Im normalen Fahrbetrieb bleiben sie möglichst lange geschlossen. Erst wenn Antrieb oder Batterie zusätzliche Kühlung benötigen, wird die jeweils erforderliche Fläche freigegeben. Auch beim Schnellladen öffnen sich die Klappen.

Auf seitliche Luftkanäle zur Umströmung der Vorderräder konnte verzichtet werden. Die Form der Front und die integrierten Anströmkörper übernehmen diese Aufgabe.

Bei den Außenspiegeln entschied sich Volkswagen gegen Kameras. Windkanalversuche ergaben nur einen geringen aerodynamischen Vorteil digitaler Systeme. Gleichzeitig hätten Kameras, Bildschirme und deren Stromversorgung Gewicht, Verbrauch und Kosten erhöht. Stattdessen wurden die konventionellen Spiegel bis an die gesetzlichen Grenzen des erforderlichen Sichtfelds verkleinert und strömungsgünstig geformt.

Antrieb und Batterie aus dem ID. Polo

Unter der eigenständigen Karosserie arbeitet die Technik des neuen MEB+ mit Frontantrieb. Der Mission Efficiency übernimmt vom kommenden ID. Polo den Elektromotor, die Batterie, den Pulswechselrichter, die Vorderachse, die Lenkung und wesentliche Teile der Karosseriestruktur.

Die permanenterregte Synchronmaschine des Typs APP290 leistet 99 kW beziehungsweise 135 PS und entwickelt 264 Nm. Der Motor wiegt 75 Kilogramm und erreicht bis zu 13.000 Umdrehungen pro Minute. Für den Einsatz im Mission Efficiency erhielt das Einganggetriebe eine längere Übersetzung und eine angepasste Ölkühlung.

Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 160 km/h. Für die Beschleunigung von null auf 100 km/h nennt Volkswagen neun Sekunden. Fahrleistungen stehen nicht im Mittelpunkt der Entwicklung, reichen aber für den normalen Straßenverkehr aus. Die Batterie besitzt einen nutzbaren Energiegehalt von 54,9 kWh. Sie entspricht grundsätzlich dem Speicher des ID. Polo. Für das Rekordfahrzeug wurde lediglich die per Software nutzbare Kapazität um 2,9 kWh erweitert.

Im Inneren des Batteriegehäuses kommt die Einheitszelle des Volkswagen Konzerns zum Einsatz. Die Zellen werden ohne separate Modulgehäuse direkt zu Packs zusammengefasst. Drei dieser Packs bilden den Energiespeicher. Das Batteriegehäuse trägt zugleich zur Festigkeit der Karosserie bei.

Geladen wird mit bis zu 105 kW Gleichstrom beziehungsweise 11 kW Wechselstrom. Eine Wärmepumpe mit dem natürlichen Kältemittel R744 reduziert bei niedrigen Temperaturen den Energiebedarf für die Heizung.

Elektrische Bremse an der Hinterachse

An der Vorderachse arbeitet die hydraulische Bremsanlage des ID. Polo. Hinten verwendet Volkswagen eine gemeinsam mit Aumovio entwickelte elektromechanische Bremse. Hydraulikleitungen und Bremsflüssigkeit für die Hinterachse entfallen.

Die elektrische Betätigung soll Reibungsverluste reduzieren und eine präzisere Verteilung der Bremskraft ermöglichen. Gleichzeitig lässt sich das System enger mit der Rekuperation verbinden. Da mechanische Schleppverluste über eine lange Strecke permanent Energie kosten, tragen auch vergleichsweise kleine Verbesserungen zum Gesamtverbrauch bei.

Solardach für die Nebenverbraucher

Im Glasdach und in der Heckklappe befindet sich ein Photovoltaiksystem mit einer Leistung von 370 Watt. Der erzeugte Strom versorgt vor allem die elektrischen Nebenverbraucher und entlastet damit die Traktionsbatterie. Volkswagen nennt dazu je nach Wetter, Region und Jahreszeit einen möglichen Reichweitengewinn von bis zu 30 Kilometern pro Tag. Dieser Maximalwert setzt entsprechend günstige Bedingungen voraus.

Auch im Innenraum wurde der Stromverbrauch berücksichtigt. Ein fest eingebautes Infotainmentsystem gibt es nicht. Smartphone oder Tablet werden in einer mechanischen Halterung befestigt und drahtlos mit dem Fahrzeug verbunden. Die grundlegenden Fahrfunktionen und die Klimatisierung bleiben über ein separates E Paper Display bedienbar.

Auf fest installierte Lautsprecher verzichtet Volkswagen ebenfalls. Eine mobile Bluetooth Box übernimmt die Audiowiedergabe. Das reduziert Bauteile und ermöglicht Türverkleidungen ohne elektrische Komponenten.

Vier Plätze und 481 Liter Kofferraum

Der Mission Efficiency ist trotz seiner Ausrichtung kein einsitziges Rekordfahrzeug. Vorn bietet er zwei vollwertige Plätze, hinten zwei Sitze für Personen bis etwa 1,60 Meter Körpergröße. Der Kofferraum fasst 481 Liter. Bei umgeklappten Rücksitzlehnen entsteht eine 1,80 Meter lange Ladefläche.

Weitere Stauräume befinden sich unter den Rücksitzen und hinter den Verkleidungen der Hinterräder. Damit bleibt das Fahrzeug im Alltag zumindest eingeschränkt nutzbar.

Der Karosserieaufbau kombiniert die Struktur des ID. Polo mit einer selbsttragenden Aluminiumkonstruktion. Türen, Fronthaube, Heckklappe, Kotflügel und weitere Anbauteile bestehen aus einem hochfesten Verbund aus Kohlefaser und Aramid. Das Fahrzeug besitzt eine EU Straßenzulassung und erfüllt die dafür notwendigen Schutz-, Festigkeits- und Crashanforderungen.

Weniger Verbrauch statt größerer Batterie

Der Mission Efficiency erreicht seinen niedrigen Energiebedarf nicht durch eine einzelne technische Lösung. Die Karosserieform liefert den größten Anteil, hinzu kommen die verkleideten Räder, der geschlossene Unterboden, die geregelte Kühlluftzufuhr, spezielle Reifen, reduzierte Reibungsverluste und ein leichter Innenraum.

Nicht alle Maßnahmen lassen sich unverändert in ein Großserienmodell übertragen. Ein knapp 4,80 Meter langes Heck, verkleidete Hinterräder und der Verzicht auf ein integriertes Infotainmentsystem passen nicht zu jedem Fahrzeugkonzept. Motor, Batterie, Leistungselektronik, Vorderachse und zahlreiche weitere Komponenten stammen jedoch bereits aus der neuen Kleinwagenplattform.

Damit lässt sich der Mission Efficiency nüchtern einordnen: Die niedrigen Verbrauchswerte entstehen aus der Verbindung einer seriennahen Antriebstechnik mit einer Karosserie, bei der Luftwiderstand, Stirnfläche und Nebenverluste Vorrang haben. Die Batterie bleibt mit 54,9 kWh vergleichsweise kompakt. Die Reichweite entsteht durch den sparsamen Umgang mit ihrer Energie.