Hyundai IONIQ 6: Elektromobilität trifft Segelfliegen

Effizienz und Ladeleistung ist mehr als eine große Batterie

Reichweite wird bei Elektroautos gerne in Kilowattstunden gemessen. Entscheidet ist es aber vielmehr, wie sorgsam es damit umgeht. Der Hyundai IONIQ 6 gehört zu jenen Elektroautos, bei denen Aerodynamik nicht nur Gestaltungselement, sondern Teil des technischen Konzepts ist. Ein Besuch am Flugplatz zeigt, warum das Prinzip ausgerechnet beim Segelfliegen besonders anschaulich wird.

Seit ich vor einigen Monaten meinen Segelflugschein wieder aktiviert habe, beschäftigt mich das Thema Effizienz wieder auf eine etwas andere Art. Im Segelflug ist Energie keine abstrakte Zahl auf einem Display. Man spürt unmittelbar, was es bedeutet, sie, hier sprechen wir von Höhe als potentielle Energie, zu besitzen, zu gewinnen – und wieder zu verlieren.

Höhe ist Energie. Thermik liefert neue Höhe. Geschwindigkeit lässt sich aus ihr gewinnen. Und jeder unnötige Widerstand kostet am Ende entweder wieder Höhe oder Strecke.

Deshalb sehen Segelflugzeuge so aus, wie sie aussehen. Lange und schmale Tragflächen, saubere Oberflächen, möglichst störungsfreie Übergänge und eine Formgebung, die sich nicht in erster Linie an modischen Vorstellungen orientiert, sondern an der Strömung der Luft.

Mit einem Hyundai IONIQ 6 zum Flugplatz zu fahren und ihn anschließend vor dem Hangar zu fotografieren, war deshalb nicht nur eine schöne Gelegenheit für ein paar schöne Bilder, sondern sich auch tiefer mit aerodynamischer Effizienz zu beschäftigen, da hier trotz aller technischen Unterschiede beide einem erstaunlich ähnlichen Grundgedanken folgen:

Mit möglichst wenig Energie möglichst weit zu kommen.

Reichweite kann man kaufen – Effizienz muss man entwickeln

In der Elektromobilität wird Reichweite noch immer gerne über die Größe der Batterie erklärt. 60, 80 oder 100 Kilowattstunden – je größer der Energiespeicher, desto weiter sollte das Auto theoretisch kommen. Das stimmt natürlich. Es ist aber nur eine Möglichkeit.

Immer größere Batterien bedeuten aber auch immer mehr Gewicht, was beim Beschleunigen und in der Fortbewegung aber auch immer mehr Energie verlangt, die dann wieder irgendwann nachgeladen werden muss. Reichweite ausschließlich über zusätzliche Batteriekapazität zu erzeugen, wäre deshalb eine ziemlich eindimensionale Antwort auf ein wesentlich komplexeres Problem, und führt obendrein zu zu schweren Fahrzeugen, die Fahrdynamisch eher einen LKW gleichen als einen PKW.

Die zweite Möglichkeit ist technisch interessanter: Man reduziert den Energiebedarf.

Und spätestens bei höheren Geschwindigkeiten führt dabei kein Weg an der Aerodynamik vorbei, und verlangt aerodynamische Überlegungen und Konzepte.

Der Luftwiderstand steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Verdoppelt man das Tempo, vervierfacht sich, unter ansonsten gleichen Bedingungen, der aerodynamische Widerstand. Die zu seiner Überwindung benötigte Leistung steigt sogar näherungsweise mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit. Genau deshalb kann ein Elektroauto im Stadtverkehr mit erstaunlich niedrigen Verbrauchswerten unterwegs sein und auf der Autobahn plötzlich deutlich mehr Energie benötigen.

Rekuperation hilft dort kaum noch. Gegenwind lässt sich nicht zurückgewinnen.

Eine Form, die einen Zweck erfüllt

Hyundai bezeichnet den IONIQ 6 als „Electrified Streamliner“ und gibt es hier oft reine Marketingüberlegungen für eine solche Bezeichnung, trifft sie in diesem Fall beim IONIQ 6 ziemlich genau das, worum es bei diesem Auto geht.

Mit dem Facelift wurde die ohnehin ungewöhnliche Silhouette nochmals überarbeitet. Die Front ist flacher und klarer geworden, die sogenannte Shark-Nose prägt den Bug, während am Heck der bisherige obere Heckspoiler verschwunden ist und der verlängerte Ducktail die aerodynamische Funktion übernimmt. Hyundai gibt weiterhin einen Luftwiderstandsbeiwert von nur cw 0,21 an.

Dahinter steckt wesentlich mehr als eine möglichst rund gezeichnete Karosserie. Aktive Luftklappen an der Front, Air Curtains an den Rädern, Deflektoren, Maßnahmen an den Radhäusern und eine gezielte Definition jener Stellen, also Abrisskanten, an denen sich die Strömung wieder vom Fahrzeug lösen soll, gehören zum aerodynamischen Konzept.

Das erklärt gleichzeitig aber auch, warum der IONIQ 6 polarisiert.

Seine fast fünf Meter lange Karosserie folgt eben nicht ausschließlich der klassischen Vorstellung davon, wie eine repräsentative Limousine auszusehen hat. Das Dach zieht sich in einem langen Bogen nach hinten, die Heckpartie fällt weit ab und große senkrecht im Fahrtwind stehende Flächen werden nach Möglichkeit vermieden.

Man muss diese Form nicht schön finden. Aber man kann ziemlich gut erklären, warum sie so aussieht.

Der cw-Wert erzählt nur die halbe Geschichte

Dabei wird Aerodynamik beim Automobil gerne auf eine einzige Zahl reduziert. Ein niedriger cw-Wert klingt gut und lässt sich hervorragend kommunizieren. Für den tatsächlichen Luftwiderstand ist allerdings auch die Stirnfläche entscheidend. Vereinfacht betrachtet ergibt erst die Kombination aus Widerstandsbeiwert und angeströmter Fläche ein vernünftiges Bild davon, wie leicht oder schwer sich ein Fahrzeug durch die Luft bewegt.

Auch hier hilft dem IONIQ 6 seine Bauform. Trotz 4,94 Metern Länge ist er nur 1,495 Meter hoch. Der lange Radstand von 2,95 Metern ermöglicht gleichzeitig einen großzügigen Innenraum. Die flache Silhouette ist also nicht nur eine optische Entscheidung, sondern Bestandteil des Effizienzkonzepts.

Und genau an diesem Punkt wird der Vergleich mit dem Segelflug, wo ja alles einer optimalen Anströmung untergeordnet ist, interessant. Auch dort genügt es nicht, einen einzelnen aerodynamischen Wert zu optimieren. Flügelprofil, Streckung, Oberfläche, Übergänge, Rumpfform und zahlreiche Details greifen ineinander. Ein kleiner Verlust bleibt ein Verlust – und weil kein Motor vorhanden ist, der ihn einfach mit zusätzlicher Leistung überdeckt, wird Effizienz gnadenlos sichtbar.

80 Kilometer mehr ohne eine zusätzliche Kilowattstunde

Wie stark selbst Details bei einem Elektroauto wirken können, zeigt ausgerechnet ein Vergleich innerhalb der IONIQ-6-Baureihe. Unser Testwagen ist die N Line mit 84-kWh-Batterie, Allradantrieb, 325 PS und 20-Zoll-Rädern. Hyundai gibt dafür 570 Kilometer WLTP-Reichweite und einen Normverbrauch von 15,9 kWh/100 km an. Der ebenfalls 325 PS starke 84-kWh-Allradler erreicht in der effizienteren 18-Zoll-Konfiguration dagegen bis zu 650 Kilometer nach WLTP.

80 Kilometer Unterschied – ohne eine einzige zusätzliche Kilowattstunde Batterie.

Natürlich ist diese Differenz nicht ausschließlich der Aerodynamik zuzuschreiben. Auch Reifenbreite, Rollwiderstand, Felgendimension und die jeweilige Fahrzeugkonfiguration spielen eine Rolle. Gerade deshalb ist der Vergleich interessant: Effizienz entsteht nicht durch eine einzelne spektakuläre technische Lösung, sondern durch die Summe vieler kleiner Verluste, die man verhindert.

Was davon auf der Straße übrig bleibt

Bei unseren bisherigen Fahrten über Bergstraßen, Landstraßen und durch den Stadtverkehr bewegte sich der IONIQ 6 N Line um 15 kWh/100 Kilometer, und das ist für ein 4,94 Meter langes Elektroauto mit Allradantrieb, 325 PS und 20-Zoll-Bereifung ein recht ordentlicher Wert und entspricht mehr oder weniger der WLTP-Angabe des Herstellers.

Auf der rund 80km langen Anfahrt zum Flugplatz mit konstanten 130km/h zeigte dann der Bordcomputer am Ende 18,2 kWh/100 Kilometer.

Und gerade bei diesem Tempo beginnt Aerodynamik ihre Bedeutung besonders deutlich auszuspielen. Während Masse vor allem beim Beschleunigen eine wesentliche Rolle spielt, wird bei gleichmäßig höherer Geschwindigkeit der Kampf gegen die Luft zunehmend zum dominierenden Faktor. Und hier macht sich dann bezahlt, was im Windkanal mühsam optimiert wurde.

Der IONIQ 6 muss seine Effizienz nicht dadurch beweisen, dass man langsam fährt. Interessanter ist, dass er auch dort vergleichsweise sparsam bleibt, wo Luftwiderstand zunehmend teuer wird.

325 PS und trotzdem über Effizienz sprechen

Unser IONIQ 6 N Line besitzt zwei Elektromotoren, Allradantrieb, 239,3 kW beziehungsweise 325 PS und 605 Nm Drehmoment. Nach 5,1 Sekunden stehen 100 km/h auf dem Tacho, ein Wert der vor einigen Jahren von deutlichen stärkeren Sportwägen angegeben wurde, womit sich der Hyundai Ioniq6 nicht wirklich als ein Askese-Mobil einreiht.

Vielleicht macht gerade das die technische Entwicklung interessant, weil eben Effizienz nicht zwangsläufig Verzicht auf Leistung bedeuten muss. Sie bedeutet zunächst, vorhandene Energie möglichst intelligent einzusetzen.

Und so ist die N Line zwar optisch sehr nahe an die Welt des 650 PS starken IONIQ 6 N gerückt, verfolgt technisch aber einen wesentlich alltagstauglicheren Ansatz. Die Leistung reicht mehr als aus, während das eigentliche Talent dieses Autos weniger beim nächsten Ampelstart als auf längeren Strecken sichtbar wird.

Und dort wiederum spielt der Ioniq6 seine zweite große technische Säule aus.

Effizienz endet nicht an der Ladesäule

Die E-GMP-Plattform arbeitet mit einer 800-Volt-Architektur. Unter geeigneten Bedingungen gibt Hyundai für den Ladevorgang von zehn auf 80 Prozent rund 18 Minuten an. Damit verfolgt der IONIQ 6 zwei Ansätze gleichzeitig: möglichst wenig Energie auf der Straße verbrauchen und die benötigte Energie anschließend möglichst schnell wieder aufnehmen.

Gerade auf langen Strecken ist diese Kombination interessanter als eine einzelne spektakuläre Reichweitenangabe. Denn für die tatsächliche Reisegeschwindigkeit eines Elektroautos zählt nicht nur, wie weit es mit einer Batterieladung kommt. Entscheidend ist ebenso, wie viel Energie es pro Kilometer benötigt und wie lange es dauert, diese Energie wieder nachzuladen.

Eine große Batterie allein löst diese Gleichung daher nicht.

Segelfliegen als Lehrmeister

Natürlich sollte man den Vergleich zwischen einem Segelflugzeug und einem Elektroauto nicht überstrapazieren. Ein Segelflugzeug gewinnt potentielle Energie durch Thermik und Aufwinde zurück. Ein Elektroauto trägt seinen Energiespeicher mit sich herum und kann lediglich einen Teil seiner Bewegungsenergie beim Verzögern rekuperieren. Die physikalischen und technischen Aufgabenstellungen sind völlig unterschiedlich.

Und trotzdem verändert Segelfliegen, zumindest für mich, den Blick auf das Thema Effizienz.

Wer einmal erlebt hat, dass Höhe tatsächlich Energie bedeutet und jeder unnötige Widerstand darüber mitentscheidet, ob man den nächsten Aufwind erreicht oder eben nicht, betrachtet auch manche Diskussion über Elektroautos etwas anders. Vielleicht brauchen wir nicht für jedes Reichweitenproblem automatisch eine noch größere Batterie.

Vielleicht besteht Ingenieurskunst gerade darin, weniger davon zu benötigen.

Der Hyundai IONIQ 6 ist dafür ein interessantes Beispiel. Seine ungewöhnliche Form, der cw-Wert von 0,21, die konsequente Arbeit an der Luftführung und die 800-Volt-Technik ergeben ein Fahrzeug, bei dem Effizienz nicht erst irgendwo in der Verbrauchsanzeige beginnt. Sie wurde bereits in die Silhouette gezeichnet.

Und deshalb passt dieses fast fünf Meter lange, 325 PS starke Elektroauto am Ende erstaunlich gut vor einen Hangar voller Segelflugzeuge. Denn so unterschiedlich beide Welten auch sein mögen, eine Frage beschäftigt ihre Ingenieure seit jeher:

Wie weit komme ich mit jener Energie, die mir zur Verfügung steht?

Beim Segelfliegen entscheidet diese Frage darüber, ob man den nächsten Aufwind erreicht.

Beim Elektroauto zunehmend darüber, wie gut es tatsächlich konstruiert wurde.

Hyundai IONIQ 6 N Line 84 kWh 4WD – Technische Daten