Ford setzt auf vereinfachung: elektroautos müssen leichter und günstiger werden

Ford erkennt das gewichtsproblem bei elektroautos an

Die Automobilindustrie steht vor einer großen Herausforderung: Elektroautos sind oft schwer und teuer. Ford hat nun öffentlich eingeräumt, dass das Gewicht ein massives Problem darstellt und arbeitet an Lösungen, um die Produktionskosten drastisch zu senken. Ziel ist es, Elektrofahrzeuge zu entwickeln, die nicht nur fahrfreudig sind, sondern auch preislich mit traditionellen Verbrennern konkurrieren können. Diese Strategie wird bereits bei der nächsten Generation von mittelgroßen elektrischen Pick-ups umgesetzt.

Das gewicht als hauptfeind der reichweite

Bisher versuchte die Branche, die Reichweitenangst durch immer größere und teurere Batterien zu kompensieren. Dies führte jedoch zu einem erheblichen Gewichtszuwachs, was eine "enorme physikalische Herausforderung" darstellt. Allein die Batterie kann bis zu 25% des Gesamtgewichts ausmachen und rund 40% der Fahrzeugkosten verursachen. Ford geht nun einen neuen Weg, um dieses Problem anzugehen.

"Bounties" für ingenieure: die jagd nach gewichtsreduktion

Ford hat seine Ingenieure mit sogenannten "Bounties" ausgestattet – numerischen Parametern, die jede Gewichts- oder aerodynamische Veränderung direkt mit den Kosten der Batterie verknüpfen. Das bedeutet, dass jede Einsparung an Gewicht und Widerstand direkt in geringeren Batteriekosten resultiert. Dieser Anreiz soll innovative Lösungen fördern.

Revolutionäre fertigungstechnik: unicastings

Ein wichtiger Schritt zur Gewichtsreduktion ist die Verwendung von Unicastings – riesigen, einteiligen Gussstrukturen aus Aluminium. Im Vergleich dazu besteht die vordere und hintere Struktur des Ford Maverick aus 146 Einzelteilen, während der neue elektrische Pick-up nur zwei Teile benötigt. Dies reduziert nicht nur das Gewicht, sondern auch die Anzahl der Befestigungselemente um 25% und die Anzahl der Schweißnähte um 66%.

Batteriechemie lfp und cell-to-structure-design

Um die Kosten der Batterie direkt zu senken, setzt Ford auf Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Zellen. Diese benötigen keine teuren Materialien wie Nickel und Kobalt. Zusätzlich wird eine Cell-to-Structure-Architektur verwendet, bei der die Batterie nicht mehr nur ein transportiertes Element ist, sondern integraler Bestandteil des Fahrzeugskeletts wird. Durch den Wegfall von Verbindern, Gehäusen und Volumen wird die Batterie direkt mit der Struktur verbunden, was zu einer verbesserten Geräuschdämmung und besseren Fahreigenschaften führt.

Weniger chips, mehr effizienz: zonale architektur

Die Effizienz eines Elektrofahrzeugs hängt nicht nur von der Mechanik ab, sondern auch von der Elektronik. Bisher waren elektronische Steuerungen in über 30 verschiedene Zentralen (ECUs) von verschiedenen Herstellern aufgeteilt, was zu einem komplexen Kabelbaum führte. Ford hat eine "zonale Architektur" entwickelt, die Funktionen in nur fünf Hauptmodulen zusammenfasst. Die gesamte Leistungsverwaltung, einschließlich Laden und bidirektionales Stromversorgungssystem, ist nun in einer kompakten, intern entwickelten Einheit namens ebox integriert.

Umstellung auf 48-volt-system

Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Umstellung von der traditionellen 12-Volt-Architektur auf eine 48-Volt-Architektur. Dies ermöglicht die Reduzierung der Dicke des Kupfers, das für die Energieübertragung benötigt wird. Im neuen elektrischen Pick-up ist der Kabelbaum dadurch um etwa 1.200 Meter kürzer und um rund 10 Kilogramm leichter als bei früheren Modellen. Angesichts der gestiegenen Kupferpreise (von 8.000 auf 11.000 Euro pro Tonne in den letzten zwei Jahren) ist dies ein erheblicher Kostenvorteil.