Ausblick auf die mobile Zukunft

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Tokyo Motor Show: Blick auf die mobile Zukunft (11 Bilder)

Bild: Martin Koelling

Auf der Tokyo Motor Show stellt kein Hersteller den Megatrend unter Japans Herstellern besser dar als der Renault-Partner Nissan: Die Suche nach einer vernünftigen Automobilität der Zukunft soll möglichst dennoch Leidenschaft wecken. Als Hersteller braucht man beides, sagt Carlos Ghosn, Chef von Nissan und Renault und lässt daher beide Ideen auf der Nissan-Bühne präsentieren. Rechts lauert Nissans neuer Super-Sportwagen darauf, fachgerecht von Null auf Hundert Stundenkilometer in 3,7 Sekunden beschleunigt zu werden – und das für die Hälfte des Preises eines Porsche. Links lächelt ein Highlight der Zukunftstechnologie, ein knubbeliger Kabinenroller namens Pivo 2, der einen näheren Blick auf die eingesetzten Technologien lohnt.

Der Pivo 2 ist ein vierrädriger Dreisitzer mit einer um 360 Grad drehbaren Fahrgastzelle und um 90 Grad unabhängig drehbaren Rädern, dessen Kabinentür sich nach vorne öffnet. Im Inneren wacht ein Automat über das Wohlbefinden des Fahrers. Mit Abmessungen von 260 mal 200 Zentimetern im parkenden Zustand – beim Fahren verändert sich der Radstand sowohl der Länge als auch der Breite nach – nimmt er wenig Platz weg. Die Idee: Ein emotionaler wie emissionsloser Stadtflitzer, der das Fahren und Einparken zum Kinderspiel macht. Die drehbare Kabine wird dadurch ermöglicht, dass Lenken, Beschleunigen und Bremsen allesamt wie bei Flugzeugen "by-wire" erfolgen. Bei dieser Technik wird die Übertragung nicht mehr über Lenkstangen und Bremsseile, sondern über elektrische Signale erfolgt. "Dadurch konnten wir die Kabine vom Fahrzeugboden trennen", erklärt Go Fujimura, ein Ingenieur aus dem Entwicklungsteam. Einige der hier gezeigten Techniken, schätzt Fujimura, würden bereits in den kommenden Jahren in Nissans Autos zu sehen sein.

Neu sind auch Räder und Antrieb, erzählt Tadayuki Hatsuda, Experte aus dem Nissan-Labor für elektrische Antriebe. In jedem Rad arbeitet ein so genannter 3D-In-Wheel-Motor. Den Unterschied zu einem bisher von anderen Herstellern verwendeten "zweidimensionalem" Motor im Rad erklärt Hatsuda wie folgt: Ein In-Wheel-Motor besteht aus Rotoren und einem Stator, an dem das eigentliche Rad befestigt ist. Die Verschränkung findet durch die Aktivierung eines Magnetfeldes statt. Bei einem "2D-Motor" ist der Rotor um die Radnarbe herum angebracht, während der Stator vereinfacht gesagt unter der Felge sitzt. Bei Nissans "3D-Motor" hingegen sind sowohl die Rotoren als auch der Stator scheibenförmig. Der Stator ist in diesem Fall zwischen den Rotoren im Sandwich-Prinzip angebracht. Diese Konstruktion soll die Effizienz erhöhen und das Gesamtgewicht des In-Wheel-Motors verringern.

Da durch diesen Antrieb Lenk- und Antriebsstangen überflüssig sind, konnten die Räder extrem drehbar, einzeln steuerbar und sowohl nach vorne und hinten als auch seitwärts beweglich angebracht werden. Nissan nennt dies "Metamo-System" – ein Auto mit Metamorphose-Möglichkeit. Dadurch können die Räder ihre Position je nach Fahrsituation ändern, um eine gleichmäßige Gewichtsverteilung zu gewährleisten und das Neigen der Fahrkabine beim Anfahren, Bremsen und der Kurvenfahrt zu vermindern. Beim Beschleunigen bewegen sich die einzeln an Stangen angebrachten Räder nach hinten, beim Bremsen nach vorn, in Kurven nach außen, so dass sich die Kabine wie ein Beifahrer beim Motorradrennen nach außen zu lehnen scheint.

Damit versucht Nissan eines der Hauptprobleme solcher Antriebssysteme wegzuentwickeln: das hohe Gewicht. Weil die Motoren so schwer sind, stellen die Vibrationen der Straße erstens hohe Anforderungen an die Stoßdämpfer und die Radaufhängung – Mitsubishi Motors hat sich deshalb bei seinem ersten kommerziellen Elektroauto gegen In-Wheel-Motoren entschieden. Zweitens lassen sich die schweren Räder nur schwer lenken. Doch Nissan will dem Motor die Kinderkrankheiten austreiben, weil diese Antriebsleistung hohe Fahrenergie verspricht. "Wir können diese Probleme vielleicht in zwei bis drei Jahren lösen", glaubt Hatsuda. Sein Team hat bereits einen Prototypen mit einem Durchmesser von 280 Millimetern und einer Tiefe von 80 Millimetern entwickelt, der ein Drehmoment von 500 Newtonmetern aufweist. "Das ist vergleichbar mit einem Fünf-Liter-Motor, aber weniger als beim GT-R", so Hatsuda. Pivo 2 sei vergleichbar mit einem Nissan Micra. Im Innenraum wacht dazu noch ein kleiner Roboteragent, eine fußballgroße Halbkugel mit großen Rundaugen im Armaturenbrett, über den Menschen hinter dem Lenkrad. Ein Gesichtserkennungsprogramm bewertet den Zustand und mahnt bei erhöhter Aggression zum Stressabbau und bei Ermüdung zur Kaffeepause. Toyota präsentiert neben PS-Protzen und dem "i-real", einem rasenden Rollstuhl mit Neigetechnik, einen Weltrekord: Ein Brennstoffzellen-Geländewagen, der mit einer Tankladung die etwa 500 Kilometer lange Strecke von Osaka nach Tokio zurückgelegt hat. "Der Wasserstofftank war bei der Ankunft zu unserer Überraschung noch zu 30 Prozent voll", sagt Chefenginieur Yoshimasa Ishiguro, "wir hätten sogar 880 Kilometer geschafft". Im Normalbetrieb würde die Reichweite nach dem japanischen 10/15-Standard 780 Kilometer schaffen. Das aktuelle Modell, das Toyota schon verleast, schafft 330 Kilometer mit einer Wasserstofffüllung.

Drei Neuerungen sind dafür verantwortlich: Erstens wurde die Speicherkapazität des Tanks verbessert. Eine Füllung mit 156 Litern Wasserstoff wird nicht wie bisher üblich mit 35 Megapascal, sondern mit 70 Megapascal in die vier Tanks des Geländewagens gepresst. Zweitens wurde das Zusammenspiel des gesamten Antriebssystems aus Batterie, Brennstoffzelle und Elektromotor verbessert. Und drittens hat Toyota die Effizienz der Brennstoffzelle selbst erneuert. Sie wurde um 25 Prozent erhöht und die Betriebsfähigkeit bei frostigen Temperaturen, einst ein Problem der Brennstoffzellen, verbessert. Mit der neuen Zelle ist Toyota bei Tiefsttemperaturen von minus 37 Grad durch den kanadischen Winter gefahren. Noch vor wenigen Jahren sprangen Brennstoffzellen bei Minustemperaturen gar nicht an. Den Aufbau der neuen Brennstoffzelle will Toyota auf der Tokyo Motor Show aber nicht erklären. "Zuerst müssen wir das System der Wissenschaft vorstellen", entschuldigt sich Ishiguro.

In den kommenden Jahren wollen die Ingenieure noch die letzten technischen Hürden überspringen – die Zuverlässigkeit und die Kosten. Das Zwischenziel von fünf bis sieben Jahren Haltbarkeit habe man erreicht. Aber das Ziel sei, zehn Jahre Betrieb garantieren zu können, sagt Ishiguro. Und die Kosten müssten auf ein Hundertstel sinken, um Brennstoffzellen vermarkten zu können. Undenkbar ist das für Ishiguro aber nicht mehr. Damit bleibt noch als größtes Problem die Wasserstoffproduktion, die in Japan bisher Stahlwerke leisten – und die Tankstelleninfrastruktur. Selbst im Großraum Tokio gibt es nur acht Wasserstofftankstellen, landesweit gar nur elf. Toyota ist bei der Entwicklung allerdings nicht allein auf weltweiter Flur. Ishiguro stellt Mercedes und General Motors als Konkurrenten vor, aber vor allem den japanischen Rivalen Honda.

Honda hat folgerichtig das erste kommerzielle Brennstoffzellenauto prominent auf seinem Stand präsentiert. Der FCX soll im kommenden Jahr verkauft werden. Allerdings werde der Kaufpreis ein vielfaches von Hondas Spitzenmodell Legend betragen, für den der Konzern in Deutschland laut Listenpreis 56.000 Euro verlangt, sagt Chefentwickler Sachito Fujimoto. Im US-Stadtmodus schafft der FCX 570 Kilometer mit einer Füllung von 171 Litern Wasserstoff. Der Druck im Tank beträgt 35 Megapascal. Ein Massenhit wird das extrem windschnittig designte Geschoss nicht, gesteht Fujimoto zu: "Aber wir müssen das Angebot schrittweise vergrößern." So hat Honda mit Toyota 2002 das Leasing von Wasserstoff-Fahrzeuge begonnen und will nun durch den Verkauf Erfahrungen und Markenimage gewinnen. Fujimotos Traum: "In zehn Jahren will ich mir selber einen leisten können."

Auch Elektroautos stehen kurz vor der Weltmarkteinführung, sagen Nissan und der ehemalige Daimler-Alliierte Mitsubishi Motors (MMC). "Wir werden in der vorhersehbaren Zeit ein Elektroauto auf den Markt bringen", sagte Carlos Ghosn, Chef von Nissan und Renault. Und MMC-Chef Osamu Masuko will die Einführung einer Elektroversion des viersitzigen Kleinstwagen "i", der als Benziner in Großbritannien schon auf den Straßen rollt, vorziehen. "Wir sind nun in der Lage, das Elektroauto früher als ursprünglich für 2010 geplant auf den Markt zu bringen", sagt er.

Carlos Ghosn sieht bereits voraus, dass sich in den Städten ein riesiges Potenzial für kleine, elektrisch betriebene Stadtflitzer entwickelt. Angesichts wachsender Widerstände gegen Autos in den Städten würden Elektroautos "die Hauptantwort" sein, weil sie im Betrieb keine Abgase ausstoßen und leise seien, zeigt er sich überzeugt. Nach Nissan-Studien würden in Europa 20 Prozent der Autos die Städte ohnehin nicht verlassen: "Das ist ein riesiger Markt." Ab 2009 werden die ersten Autokonzerne limitiert Produkte einführen, bis 2012 könnte sich ein Massenmarkt entwickeln, meint Ghosn. Nach der Meinung von Toyotas Technik-Vorstand Kazuo Okamoto wird sich der Markt aber auch dann noch auf kleine Stadtwagen beschränken. Bis Autos der Corolla-Klasse strombetrieben dahingleiten, werde mehr Zeit verstreichen.

Nicht alle japanischen Hersteller teilen Nissans und MMCs Ungestüm. Gerade die beiden größten Hersteller Toyota und Honda scheinen noch zu zweifeln, ob die notwendige Lithium-Ionen-Batterietechnik bereits sicher genug für den Einbau in Elektroautos ist. "Wir sollten vorsichtig sein, sie in Autos zu verwenden, weil wir noch keine lange Erfahrung damit haben", sagt ein Toyota-Ingenieur. Auch Analysten mahnen zur Vorsicht. "Falls auf einmal Autos in der Straße brennen, ist der Ruf des Herstellers und der Technik zerstört", sagt Koji Endo von der Credit Suisse in Japan.

Das Problem brennt den Autoherstellern im wahrsten Sinne des Wortes unter den Nägeln, seit explodierende Handys und Notebooks die Akku-Hersteller Sony, Sanyo und Panasonic zu Rückrufen mit Millionen Stückzellen zwangen. Zwar können Lithium-Ionen-Akkus bei gleichem Gewicht mehr Energie speichern als bisher verwendete Nickel-Metallhydrid-Akkus. Aber sie werden vergleichsweise heiß und können bei Verunreinigungen oder wenn die Speicherelemente bei Unfällen gestaucht werden, in Brand geraten. Zur Verdeutlichung: Die Betriebsspannung der Akkus beträgt 350 Volt. "Damit spielt man nicht so einfach herum", sagt ein japanischer Batteriefachmann.

Der Chefentwickler von MMCs Elektroautos, Tohru Hashimoto, ist allerdings von der Marktreife von Lithium-Ionen-Akkus überzeugt: "Ich sorge mich nicht um Sicherheit. Unsere Lithium-Ionen-Batterien unterscheiden sich deutlich von denen für Handys oder Computer." Der Hauptunterschied: Bei Batterien für Konsumelektronik kommt es auf hohe Speicherleistung, geringe Größe und niedrige Produktionskosten an. Dies macht die Batterien anfällig, erklärt Hashimoto. Autobatterien seien hingegen auf Sicherheit hin entwickelt. Die Batterien seien so gestaltet und sicher im Auto untergebracht, dass sie Unfälle unbeschadet überstünden.

Eine Herausforderung ist die Produktion, denn das Lithium darf nicht verunreinigt werden. Bei Kleinserien ist die Zuverlässigkeit offenbar schon gesichert. Der zum Daimler-Konzern gehörende Lkw-Hersteller Mitsubishi Fuso gewährt auf die Lithium-Ionen-Akkus in Hybrid-Kleinlastern bereits eine Zehn-Jahresgarantie, sagt Fuso-Entwicklungschef Sascha Paasche. Doch die wirkliche Herausforderung ist, reinste Brennstoffzellen in großen Massen herzustellen, sagt Toyotas für Brennstoffzellen zuständigen Vizepräsidenten Masatami Takimoto.

Ein anderes Problem bleibt vorerst die geringe Reichweite. Selbst der leichte MMC "i MiEV" schafft mit einer Batterieladung nur 200 Kilometer – bei ausgeschalteter Klimaanlage. Schaltet man im Sommer die Kühlung ein, reduziert sich die Reichweite noch um 30 bis 40 Prozent. "Die größten Kopfschmerzen bereiten mir allerdings die Kosten", sagt Hashimoto. Denn stromgetriebene Wagen werden anfänglich weit teurer sein als Autos mit Verbrennungsmotoren. MMC setzt sich bei der Regierung ein, die staatlichen Zuschüsse beim Kauf von umweltfreundlichen Autos für Elektroautos zu erhöhen. Nissan- und Renault-Chef Ghosn hingegen schweben innovative Verkaufskonzepte vor. "Wir müssen ein System finden, bei dem die Menschen das Auto, aber nicht die Batterie besitzen."

Eine interessante Innovation präsentierte Audi in seinem Konzept-Auto "Metro Project" auf der Tokyo Motor Show, das dem kommenden A1 vorgreift: Ein Instrumentenbrett aus einem Flüssigkristallbildschirm (LCD). Auch japanische Autohersteller und LCD-Hersteller spielen mit dieser Idee herum. Aber die Lösung der Ingolstädter wirkt gut durchdacht und ergonomisch gut umgesetzt. Auf den ersten Blick handelt es sich um ein klassisches Instrumentenbrett mit zwei Rundinstrumenten, rechts der Tachometer, links der Drehzahlmesser. Vorbildlich ist der Hintergrund weiß, die Schrift schwarz.

Der Clou: Der Hintergrund ist ein LCD, nur die Zeiger sind klassisch analog. Im Zwischenraum zwischen den beiden Instrumenten können verschiedene Funktionen eingeblendet und vom Lenkrad bedient werden: ein Telefonbuch, die Musiksammlung, die Fahrdaten oder die Landkarte des Navigationssystems. Falls der Platz zur Darstellung nicht ausreicht, kann man mit einem Knopfdruck Drehzahlmesser und Tachometer zurückdimmen und zum Beispiel eine vergrößerte Karte anschauen. "Wir gehen weg vom Zwei-Monitor-Konzept", erläutert Thomas Kräuter von Audis technischem Entwicklungsteam. Denn der zweite Monitor lenkt die Aufmerksamkeit zu oft und zu lange vom Straßenkonzept ab. Gleichzeitig müssen mit dem zunehmenden Verbau von Elektronik immer mehr Daten angezeigt werden können. Auf den ersten Blick sieht Audis LCD-Instrumentenbrett aus, als ob es kurz vor dem Einsatz stünde. (bsc)