Bei Elektroautos ist es nicht einfach nur notwendig, den Verbrennungsmotor durch eine Batterie und einen Elektromotor zu ersetzen. Ihre Masse, ihr sofort verfügbares Drehmoment und ihre Geräuschlosigkeit verändern die an die Reifen gestellten Anforderungen grundlegend.
Für Automobilhersteller und Reifenhersteller wird der Reifen daher zu einem strategischen Element: Er muss mehr Lasten tragen, Drehmoment effizient übertragen, die Reichweite erhalten und leise bleiben, ohne dabei die Sicherheit zu beeinträchtigen.
1. Ein höheres Gewicht tragen können
Batterien stellen eine erhebliche Masse dar. Daher kann ein Elektrofahrzeug in einer vergleichbaren Fahrzeugkategorie seine Reifen stärker belasten als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.
Die Hersteller arbeiten an Rahmen, Seitenwänden, Gurten und Materialien, um eine Konstruktion zu erhalten, die diese Last tragen kann und gleichzeitig eine kontrollierte Verformung ermöglicht.
Ziel ist es nicht einfach, den Reifen steifer zu machen. Zu hohe Steifigkeit könnte den Komfort beeinträchtigen oder das Fahrverhalten verändern. Daher muss ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Tragfähigkeit, Präzision und Stoßdämpfung gefunden werden.
2. Steuerung des sofortigen Drehmoments
Ein Elektromotor kann bereits bei den ersten Umdrehungen ein erhebliches Drehmoment liefern. Bei anhaltender Beschleunigung wird diese Kraft nahezu unmittelbar auf die Räder übertragen.
Das Profil und die Gummimischung müssen daher ausreichend Grip bieten und gleichzeitig übermäßigen Verschleiß minimieren. Die Profilformen sind zudem so gestaltet, dass die Belastung gleichmäßig über die Aufstandsfläche verteilt wird.
Elektronische Traktionskontrollsysteme sind an diesem Steuerungsprozess beteiligt, aber der Reifen bleibt das einzige Element, das die Kraft tatsächlich auf die Fahrbahnoberfläche überträgt.
3. Den Rollwiderstand verringern, um die Reichweite zu erhalten.
Bei einem Elektrofahrzeug wirkt sich jeder Energieverlust direkt auf die Reichweite aus. Daher ist der Rollwiderstand der Reifen besonders wichtig.
Die Hersteller entwickeln Gummimischungen, die den Energieverlust durch Verformungen während der Fahrt begrenzen. Die Herausforderung besteht darin, diese Verluste zu reduzieren, ohne die Haftung, insbesondere auf nasser Fahrbahn, zu beeinträchtigen.
Das Profildesign, die innere Struktur und der Betriebsdruck tragen ebenfalls zu diesem Effizienzstreben bei.
4. Die Stille macht die Reifengeräusche viel deutlicher wahrnehmbar.
Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor überdecken Motor und Auspuff einen Teil der Fahrgeräusche. Sobald der Antriebsstrang nahezu geräuschlos ist, treten die Geräusche der Reifen, des Windes und der Fahrbahn deutlicher hervor.
Ingenieure arbeiten daher an der Form der Profilblöcke, deren Anordnung und den beim Kontakt mit der Straße entstehenden akustischen Frequenzen. Einige Lösungen verwenden zudem schallabsorbierende Materialien im Reifeninneren, um bestimmte Resonanzen zu reduzieren.
Akustischer Komfort wird somit zu einem echten Entwicklungskriterium.
5. Abnutzungserscheinungen, die besondere Aufmerksamkeit erfordern
Höheres Gewicht und hohes Drehmoment können die mechanischen Belastungen der Lauffläche erhöhen. Die Lebensdauer hängt jedoch von vielen Faktoren ab: Fahrstil, Geometrie, Reifendruck, Fahrzeugleistung, Art der Fahrt und Reifenmischung.
Die Hersteller sind daher bestrebt, Reifen zu entwickeln, die diesen Belastungen standhalten können, ohne den Rollwiderstand übermäßig zu erhöhen.
6. Geeignete Abmessungen und Tragfähigkeiten
Elektrofahrzeuge benötigen unter Umständen Reifen mit spezifischen Tragfähigkeiten. Die von den Herstellern gewählten Abmessungen stellen einen Kompromiss zwischen Masse, Aerodynamik, Fahrverhalten, Bremsleistung, Komfort und Energieeffizienz dar.
Daher ist es unerlässlich, beim Reifenwechsel die für das Fahrzeug zugelassenen Abmessungen, Tragfähigkeitskennwerte und Geschwindigkeitsklassen zu beachten.
7. Der Reifen beteiligt sich auch an der regenerativen Bremsung.
Die regenerative Bremsung wandelt einen Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie um, um die Batterie aufzuladen. Die Verzögerung erfolgt jedoch weiterhin über die Räder.
Der Reifen muss daher zusätzlich zum herkömmlichen Bremssystem auch die vom Elektromotor während der Erholungsphase erzeugten Kräfte übertragen.
Auf rutschigen Oberflächen muss das elektronische Managementsystem Energierückgewinnung, Bremsverhalten und verfügbare Haftung koordinieren.
8. Vernetzte Reifen könnten eine zunehmende Rolle spielen
Elektrofahrzeuge sind oft hochgradig vernetzt und mit zahlreichen Sensoren ausgestattet. Diese Architektur ermöglicht die Integration von Daten von den Reifen.
Druck-, Temperatur-, Last- oder Verschleißschätzungen könnten schrittweise genutzt werden, um das Fahrzeugverhalten zu optimieren und Wartungsarbeiten vorauszusehen.
Letztendlich könnte das Auto bestimmte Parameter an den tatsächlichen Zustand seiner Reifen anpassen.
9. Kann ein herkömmlicher Reifen an einem Elektroauto montiert werden?
Die Antwort hängt in erster Linie von den für das Fahrzeug erforderlichen Homologationen und Eigenschaften ab. Nicht alle Elektrofahrzeuge benötigen zwangsläufig Reifen mit der speziellen Kennzeichnung „EV“.
Allerdings muss der gewählte Reifen unbedingt die entsprechenden Abmessungen und Tragfähigkeitskennzeichnungen aufweisen und seine Eigenschaften müssen den Anforderungen des Fahrzeugs entsprechen.
Ein für Elektrofahrzeuge optimierter Reifen kann je nach Einsatzgebiet Vorteile hinsichtlich Rollwiderstand, Geräuschentwicklung, Tragfähigkeit oder Lebensdauer bieten.
10. Der elektrische Reifen wird zu einem konzentrierten Kompromiss.
Die Entwicklung eines Reifens für ein Elektrofahrzeug verdeutlicht die Komplexität moderner Reifen. Eine höhere Reichweite darf die Bremsleistung nicht beeinträchtigen. Eine verstärkte Struktur darf den Fahrkomfort nicht mindern. Eine längere Lebensdauer darf die Haftung nicht verringern.
Um diese Parameter in Einklang zu bringen, setzen die Hersteller daher numerische Simulationen, neue Materialien und intensive Tests ein.
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