Antrieb der Zukunft: BMW forscht in alle Richtungen

Wie fahren wir in zehn Jahren - mit Strom, Benzin oder vielleicht doch mit Wasserstoff? "Auf diese Frage gibt es nicht nur eine Antwort", sagt BMW-Entwicklungschef Klaus Fröhlich, der sich in den fast 30 Jahren im Dienste der Bayern vorwiegend mit dem Antrieb der Autos beschäftigt hat. "Wir jedenfalls arbeiten in alle Richtungen". Fröhlich steht in einer Art Bungalow an Rande des riesigen BMW-Testgeländes in Miramar bei Marseille. Um ihn herum diverse aufgebockte Triebwerke, aber auch ein langes dickes Rohr aus Aluminium oder ein Tisch mit silbern glänzenden Platten. Alles eigentlich streng geheim, alles Bausteine aus dem Technikpuzzle der Münchner.

BMW gestattet den Blick in die Zukunft, drei Konzepte stehen zur Begutachtung bereit. Eines davon steht sogar schon kurz vor der Serienreife. Im nächsten Jahr kommt der 2er Active Tourer mit einem recht ungewöhnlichen Plug-In-Hybrid-Antrieb auf die Straße. Der bekannte 1,5-Liter Dreizylinder mit 100 kW / 136 PS treibt wie gewohnt die Vorderräder. Ein Elektromotor mit 65 kW / 88 PS ist für die Hinterachse zuständig. Auf dem 2er wird ein Allradler, der in Summe auf 165 kW / 224 PS kommt. Das Zusammenspiel wird vom Bordrechner organisiert, der immer die richtige Art der Fortbewegung auswählt. Eine ähnliche Technik mit umgekehrter Kraftverteilung gibt es schon im BMW-Sportwagen i8. Die Batterie kann sowohl per Steckdose als auch durch den Benzinmotor geladen werden und reicht für 38 Kilometer rein elektrisches Fahren. Nach der geltenden Verbrauchsnorm für Plug-In-Hybride kommt der BMW mit etwa zwei Litern auf 100 Kilometer aus (CO2 unter 50 Gramm pro Kilometer).

Das Auto mit den drei Gesichtern

Bei ersten Testfahren auf dem Miramar-Areal erwies sich der Neuling als ein Auto mit drei Gesichtern: Als leise singendes Elektromobil, das fast lautlos bis 130 km/h solange unterwegs sein kann, bis die Batterie wieder die Unterstützung des Dreizylinder-Doppelturbos braucht. Oder als Alltagsauto, das je nach Fahrweise mit einem oder beiden Motoren unterwegs ist und - zum Beispiel beim Erklimmen eines steilen sandigen Hügels - auf die Sicherheit eines Allradantriebs vertraut. Richtig aktiv wird der Active Tourer in der Sportstellung: Dann entdeckt er seine Sportlichkeit und nutzt die Kraft beider Herzen. Er kann in unter sieben Sekunden auf Tempo 100 spurten und rennt weit über 200 km/h. Dann allerdings mutiert er vom Öko-2er zum Genussspecht und bedient sich freimütig aus dem Benzintank.

Doch für Fröhlich hat auch der klassische Verbrennungsmotor "noch eine lange Zukunft vor sich". Denn er wird ständig weiter verbessert und mit Hilfe der Elektronik immer genügsamer. Die neueste Idee klingt zunächst absurd, weil bekanntlich Wasser eigentlich zum Löschen von Bränden geeignet ist. Umso überraschender, dass BMW-Entwickler Danilo Zimmermann eröffnet: "Wir nutzen Wasser zur besseren Verbrennung". Dabei wird das Element fein zerstäubt direkt in den Brennraum des Motors geblasen, der Sprühnebel verdampft sofort und entzieht seiner Umgebung Wärme. "Wir alle kennen den Effekt, wenn wir mit nassen Badesachen aus dem Wasser kommen und trotz 35 Grad Hitze frieren", erklärt Zimmermann. Verdunstungskälte nennen Physiker dieses Phänomen.

Im Falle der direkten Wassereinspritzung wird die Temperatur im Brennraum des Motors um bis zu 25 Grad abgesenkt. Angewandt wird diese Technik aber nur dann, wenn der Fahrer mit seinem rechten Fuß die volle Leistung seines Autos abruft. Das Ergebnis ist eine um bis zu zehn Prozent höhere Leistung des Motors bei gleichzeitig um bis zu acht Prozent geringerem Verbrauch. Erreicht wird das durch eine höhere Verdichtung, also einen höheren Anteil Luft im Verhältnis zum Kraftstoff (11:1). Durch die Kühlung kann nämlich die Gefahr des berüchtigten "Klopfens" (unkontrollierte Verbrennung) reduziert werden. Und woher kommt das Wasser? Danilo Zimmermann: "In der Regel reicht die Menge an Wasser, die die Klimaanlage durch Verdunstung ohnehin produziert. Für die kalte Jahreszeit haben aber auch einen kleinen Zusatztank an Bord".

Sparmaßnahmen bei voller Belastung

Nebeneffekt der neuen Technik: Die offizielle Verbrauchsnorm wird ehrlicher und praxisgerechter, denn im festgelegten Testmodus wird der Vollgasbetrieb derzeit kaum gemessen. Vorstand Klaus Fröhlich: "Wir sparen aber gerade in den Bereichen, in denen Motoren am meisten verbrauchen, nämlich unter voller Belastung". Er räumt aber ein, dass sich die Serienreife des Systems "noch einige Generationen hinziehen wird".

Ähnliches gilt für die dritte Neuentwicklung der BMW-Ideenschmiede mit der auch das Geheimnis des langen Alu-Rohrs gelüftet wird. Der Tunneltank ist über zwei Meter lang und kann so viel gekühltes Wasserstoff-Gas bunkern, dass künftige Modelle mit Brennstoffzelle gut 500 Kilometer weit kommen. Bei dieser Technik wird der für den Elektromotor nötige Strom an Bord produziert, das Problem der langen Ladezeiten der Batterie samt der geringen  Reichweiten heutiger E-Autos ist gelöst. Die Zelle, die zusammen mit dem neuen Partner Toyota entwickelt wurde, wandelt den Wasserstoff in elektrische Energie und Wasserdampf um, der dann aus dem Auspuff entweicht. Im BMW 5er GT, der als Versuchsträger dient, leistet der Elektromotor 180 kW / 245 PS. Während Toyota seit einigen Monaten als erster Hersteller sein Modell Mirai als Serienauto mit dieser Technik anbietet, steht der Erscheinungstermin der deutschen Antwort auf die Japaner noch nicht fest. Entwicklungschef Klaus Fröhlich: "Die Brennstoffzelle ist ein fester Bestandteil unserer Strategie für die Zukunft, weil sie im Gegensatz zu jetzigen Elektroautos langstreckentauglich ist und das Volltanken nur fünf Minuten dauert". (sp-x)