Auto/Motor

Studierende der Technischen Universität München (TUM) haben das
reichweitenstärkste Elektroauto der Welt entwickelt. Das Team fuhr über
2573 Kilometer mit einer Akkuladung. Im Zuge der IAA Mobility kämpfte das
Team am Flughafen München um den neuen Weltrekord und konnte den Titel
erfolgreich nach München holen. Ganze sechs Tage dauerte der Versuch, für
den das Team auf Feldbetten im Flughafenhangar schlief.

Es war ein Marathon und kein Sprint, der dem TUfast Eco Team bevorstand,
um einen neuen Weltrekord an die TUM zu holen. Sechs Tage sollte es
schließlich dauern, bis feststand: Das reichweitenstärkste Elektroauto der
Welt kommt aus München. Für den Guinness-Weltrekord modifizierte die
Studierendeninitiative den „muc022“, mit dem das Team bereits an
Wettbewerben für effiziente Elektroautos teilnahm. Dabei setzen die
Studierenden vor allem auf eine durchdachte Aerodynamik und auf Leichtbau.
Damit das Fahrzeug weltrekordtauglich wurde, bauten die jungen
Ingenieur:innen einen größeren Akku ein, der 15,5 Kilowattstunden leistet.

Um die Rekordfahrt zu ermöglichen, stellte der Flughafen München einen
leeren Flugzeughangar zur Verfügung. Der Hangar garantierte dem Team, auch
bei schlechten Wetterbedingungen den Rekord einzufahren. Die Messlatte des
bisherigen Rekordhaltenden lag bei 1608,54 Kilometern. Diese Strecke
konnten die Münchner bereits nach vier Tagen zurücklegen. Da der Akku des
muc022 aber noch nicht leer war, fuhr das Team weiter. Am Ende standen
nach 99 Stunden Fahrzeit 2.573,79 Kilometer auf dem Tacho. Übersetzt
bedeutet das Resultat auch, dass das TUfast Eco Team einen Verbrauch von
0,6 Kilowattstunden auf 100 Kilometer verzeichnen kann. Zum Vergleich:
Extrem sparsame Serienfahrzeuge verbrauchen rund 13 kWh auf 100 Kilometer.

Wissenschaftsminister und TUM-Präsident gratulieren

Wissenschaftsminister Markus Blume gratuliert: „Weltrekord für die TUM!
Herzlichen Glückwunsch an das TUfast Eco Team zu diesem grandiosen Erfolg.
Wir sind stolz auf die Studentinnen und Studenten. Sie machen den
einzigartigen TUM-Spirit aus. Und wir sind stolz auf unsere
Spitzenuniversität, die Pioniergeist fordert und fördert. An der TUM gilt:
Studieren und Probieren. Das Ergebnis: Internationale Ingenieurskunst made
in Bavaria. Mit dem Weltrekord beweisen unsere Studentinnen und Studenten
nicht nur sportlichen Ehrgeiz. Dahinter steckt mehr: Sie wollen die
Zukunft der Mobilität nachhaltig gestalten.“

TUM-Präsident Thomas F. Hofmann gratuliert zum Weltrekord: „Das
reichweitenstärkste Elektroauto der Welt kommt aus München! An der TUM
fördern wir studentische Initiativen unterschiedlichster Fachrichtungen
und bieten Raum für Kreativität neben dem Studium. Dass unsere Teams dabei
immer wieder Spitzenleistungen erbringen, macht mich besonders stolz. Es
bestätigt aber auch, dass wir in der Lehre vieles richtig machen.
Studentische Gruppen bringen zusätzliches Leben auf den Campus und fördern
Talente zum Teil schon während des Bachelorstudiums. Meine Gratulation an
das TUfast Eco Team zu diesem Weltrekord!“

TUfast Eco Team erfolgreich in internationalen Wettbewerben

Neben Rekordversuchen nimmt das TUfast Eco Team regelmäßig an
internationalen Wettbewerben wie dem Shell Eco Marathon teil. Hier misst
sich die Gruppe mit Teams anderer Universitäten in unterschiedlichen
Disziplinen. Dabei spielen unter anderem auch die Möglichkeiten des
autonomen Fahrens eine Rolle. „Unzählige Stunden Arbeit neben dem Studium
sind in die Vorbereitung des Rekords geflossen. Umso mehr freuen wir uns,
dass wir den Weltrekord nun halten können. Der muc022 war schon bei
einigen Wettbewerben erfolgreich, nun folgte der Ritterschlag. Vielen Dank
an alle, die uns unterstützt haben“, freut sich das TUfast Eco Team.
Studentische Forschungsgruppen und Studierendeninitiativen haben an der
TUM eine lange Tradition. Teams wie TUfast bieten den Studierenden die
Möglichkeit, das im Studium erarbeitete Wissen direkt in die Praxis
umzusetzen und selbstständig zu forschen. Dabei können die Gruppen
regelmäßig in Wettbewerben überzeugen und standen oft an der Spitze.

Weitere Informationen:

Technische Daten des muc022 für den Weltrekord:
•       Antrieb: Ein permanent erregter Synchronmotor (PSM)
•       Leistung: 400 Watt
•       Widerstandsbeiwert (cW): 0,159
•       Gewicht: 170 Kilogramm ohne Fahrer:in

Der volle Titel des Rekords lautet: Greatest distance by electric vehicle,
single charge (non-solar)

Die Abschaffung der Subventionen für Plug-In-Hybride in Deutschland zum 1.
Januar 2023 war klimapolitisch sinnvoll. Eine aktuelle Studie des ZEW
Mannheim zeigt, dass das Ende dieser Subventionen zu einer jährlichen
Reduktion von über 167.000 Tonnen Kohlenstoffemissionen beiträgt.
Umgerechnet entspricht das dem jährlichen Ausstoß von über 53.000
Haushalten. Die Subventionen für Plug-In-Hybride wurden vor allem zum Kauf
von vergleichsweise großen und schweren Fahrzeugen genutzt, die auf Basis
der untersuchten Daten nur selten mit Strom aufgeladen und wenig
elektrisch betrieben werden. Somit tragen sie nicht maßgeblich zur
Einsparung von Emissionen bei­.

„Die Subventionen wurden hauptsächlich für den Kauf von großen und
schweren Neuwagen genutzt. Inländische Unternehmen profitierten davon
besonders, denn sie konnten dadurch ihr Flottengewicht deutlich erhöhen
und damit die EU-Emissionsnormen leichter erfüllen. Denn die sind
gewichtsbasiert: je schwerer ein Fahrzeug, desto mehr Emissionen dürfen
ausgestoßen werden“, erklärt Ilona Tsanko, Researcher im Forschungsbereich
„Innovationsökonomik und Unternehmensdynamik“ und Mitglied in der ZEW-
Nachwuchsforschungsgruppe „Wettbewerb und Innovation“. „Die Einführung von
emissionsarmen Innovationen, in diesem Fall Plug-In-Hybriden, sorgt nicht
automatisch dafür, dass die Emissionen auch tatsächlich sinken. Es ist
notwendig, dass Verbraucher/innen bereits vor dem Kauf darüber informiert
werden, wie sie diese Produkte energieeffizient nutzen und welche Kosten
entstehen, wenn sie dies nicht tun“, fordert Tsanko.

Mehr Emissionen bei falscher Nutzung

Plug-In-Hybride werden als umweltfreundlich vermarktet, obwohl der
Energieverbrauch durch das Konsumverhalten der Verbraucher/innen in der
Realität vergleichsweise hoch ist. Die Verbraucher/innen sind in der Regel
nur über die Emissionen bei der effizientesten Nutzung informiert. Nur
selten sind ihnen die Energieverbrauchswerte bei einer ineffizienten
Nutzung bewusst. Im Angesicht der geringen Laderaten bei Plug-In-Hybriden
muss verstärkt in den Blick genommen werden, wie man die Fahrer/innen zum
Aufladen ihrer Plug-In-Hybride motivieren kann. Ein schnellerer Ausbau der
Ladeinfrastruktur in Deutschland ist hierbei zielführend.

Datengrundlage

Die verwendeten Daten umfassen die Gesamtheit der zwischen 2015 und 2021
zugelassenen Neufahrzeuge in Deutschland. Um festzustellen, welche
Fahrzeuge subventioniert wurden, wurden die offiziellen Listen des
Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle genutzt. Da die
Automobilhersteller keine Werte für den Kraftstoffverbrauch von Plug-In-
Hybriden im ungeladenen Zustand veröffentlichen, wurden Daten von einer in
Deutschland ansässigen App genutzt, die Fahrer/innen hilft, die Kosten für
ihre Fahrzeuge zu verfolgen. Bei allen Nutzer/innen wurden Fahrzeugtyp
(Marke, Modell und Baujahr) sowie mit dem Fahrzeug verbundene Kosten
erfasst.

Das Automobil der Zukunft kann hören, z. B. die Klingel eines Radfahrers
oder spielende Kinder. Daher arbeitet das Fraunhofer-Instituts für
Digitale Medientechnologie IDMT in Oldenburg an The Hearing Car und
entwickeln KI-gestützte Systemlösungen für die akustische Szenenerfassung
im Umfeld von Fahrzeugen. Ein mobiles System zur Elektroenzephalographie
(EEG) im Fahrzeug für die Optimierung der Mensch-Maschine-Interaktion
sowie das »YourSound«-Verfahren für personalisierte Klangerlebnisse
vervollständigen die Anlage. Einen Einblick in die aktuellen Entwicklungen
geben die Forschenden vom 5. bis 8. September 2023 auf der IAA MOBILITY in
München (Halle B1, Stand D11).

Moderne Fahrzeuge sind gegen Außengeräusche isoliert, um den Anforderungen
der Endkundinnen und Endkunden an den Fahrkomfort, insbesondere bei
höheren Geschwindigkeiten, gerecht zu werden. Sicherheitsrelevante
Geräusche erreichen die Ohren der Fahrenden dadurch oft nicht oder erst
spät. Dabei liefern Außengeräusche am Fahrzeug – sei es die Sirene eines
Krankenwagens, eine nasse Fahrbahn oder die Schraube im Reifen – wichtige
Informationen. Gängige Sensorik am Fahrzeug kann diese nur schwer
erfassen, deshalb sollen intelligente akustische Sensorsysteme des
Fraunhofer IDMT am Oldenburger Institutsteil Hör-, Sprach und
Audiotechnologie HSA dem Auto einen Hörsinn geben. Im Zusammenspiel mit
anderen Fahrassistenzsystemen liefert die smarte Akustik relevante
Informationen für notwendige Fahrmanöver oder die (vorausschauenden)
Wartungen.

»Im Auftrag von Automobilherstellern und Zulieferern entwickeln und
erproben wir neue Sensor-Technologien und Algorithmen zur akustischen
Umfelderfassung, Quellenlokalisation, Signalverbesserung und zur
Sprachinteraktion auf der Teststrecke und der Straße«, erklärt Moritz
Brandes, Projektleiter von The Hearing Car am Fraunhofer IDMT in
Oldenburg. Für die Forschung und Entwicklung nutzen die Expertinnen und
Experten eigene Werkstätten für den Aufbau von Versuchsträgern sowie ein
eigenes Testfahrzeug für die Erprobung von Bauteilen und Algorithmen.
Mitarbeitende des Institutsteils Hör-, Sprach und Audiotechnologie HSA
sind durch Lehrgänge für Erprobungsfahrten international qualifiziert und
im Kundenauftrag in verschiedenen Klimazonen unterwegs.

Szenario »akustischer Abbiege-Assistent«: In den toten Winkel horchen

Um den Verkehr überwachen zu können, nutzen LKW und Autos mittlerweile
Kameras statt Spiegel, auch für den sogenannten toten Winkel, der während
des Abbiegevorgangs entsteht. In Ergänzung zu den Kamerasystemen kann eine
akustische Szenenanalyse oder die Detektion von wichtigen
Umgebungsgeräuschen in aktuellen und für autonom agierende Fahrzeuge eine
wichtige Sinneserweiterung darstellen. Am Institutsteil HSA des Fraunhofer
IDMT wird konkret an Algorithmen zur Detektion und Ortung von
verkehrsrelevanten Geräuschen geforscht, um das Fahrzeug der Zukunft
sicherer in den Verkehrsfluss integrieren zu können. Mikrofone in Spiegeln
und Kameraarmen der LKW bieten beispielsweise eine Chance, bei
Abbiegeszenarien die Wahrnehmung des Fahrers für akustische Informationen
zu erweitern und können so helfen, Unfälle zu vermeiden.

Szenario »akustische Rückfahrkamera«: Nach hinten hören

Beim rückwärtigen Einparken, dem Ankoppeln von Anhängern oder
anderweitigem Rangieren mit dem Fahrzeug können akustische Signale eine
große Hilfe sein und die Sicherheit für Autofahrerinnen und Autofahrer
sowie von Passantinnen und Passanten erhöhen. Am Fahrzeug angebrachte
Mikrofone und intelligente Software ermöglichen die Interaktion mit
Außenstehenden, ohne die Fenster öffnen zu müssen. Am Fraunhofer IDMT in
Oldenburg wird an der ortsgetreuen Aufzeichnung und Wiedergabe der
Umgebungsgeräusche sowie der dazugehörigen Mikrofonhardware geforscht. Die
Funktion steigert die Aufmerksamkeit des Fahrers bei diversen Fahrmanövern
und kann, so erhoffen sich die Entwicklerinnen und Entwickler, aktiv vor
Unfällen schützen.

Mobile Systeme zur Elektroenzephalographie (EEG) für optimale Mensch-
Maschine-Interaktion

Der Fahrer oder die Fahrerin muss dem Straßenverkehr jederzeit aufmerksam
folgen, um in Gefahrensituationen rechtzeitig zu reagieren. Aber wie
verändern sich die Aufmerksamkeit und die Reaktionsbereitschaft, wenn das
Fahrzeug autonom unterwegs ist? Auch diese Frage stellen sich Forschende
des Fraunhofer IDMT-HSA und untersuchen unter anderem mit Hilfe eines
selbst entwickelten mobilen EEG-Sensorsystems die Veränderungen des
sogenannten Vigilanzzustands. Ein EEG zeichnet über Elektroden am Kopf
Gehirnaktivität auf. Die Vigilanz, zu Deutsch »Wachsamkeit«, bezeichnet
einen Zustand andauernder Aufmerksamkeit bei eintönigen Tätigkeiten. Wie
die Daten in der Praxis erfasst werden können, wird am Messestand
erfahrbar gemacht.

YourSound personalisiert Klangerlebnisse

Der Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA präsentiert auf
der IAA Mobility 2023 darüber hinaus spannende Entwicklungen für den
Fahrzeug-Innenraum, die am Messestand erlebt und gehört werden können. Mit
dem YourSound-Verfahren lässt sich der Klang von Audio-Devices wie
Kopfhörern, Smart Speakern oder Multimedia-Systemen in Fahrzeugen schnell
und intuitiv personalisieren und ermöglicht individuelle Klangerlebnisse
im Auto. Die einmalige Klangpersonalisierung mit Hilfe des in ein
Infotainmentsystem integrierbaren YourSound-Verfahrens dient als Grundlage
für alle zukünftigen Audiowiedergaben im Fahrzeug. Einmal eingestellt
erleben Nutzerinnen und Nutzer ein individuell besseres Hörerlebnis, egal
bei welcher Wiedergabelautstärke und Fahrsituation.

Auf der IAA MOBILITY 2023 in München stellen die Forschenden des
Fraunhofer IDMT aus Oldenburg vom 5. bis 8. September ihre aktuellen
Entwicklungen für smarte akustische Sensorik am und im Fahrzeug in Halle
B1 am Stand D11 vor.