Der Windzähmer

Teddy Woll ist Ingenieur und Aerodynamiker mit Leib und Seele. Im Interview erklärt er, warum windschlüpfrige Formen in der Zukunft noch viel wichtiger sein werden.

Herr Woll, Sie leiten seit 1999 die Aerodynamik bei Mercedes-Benz. Macht Sie das Thema immer noch neugierig?

Ja, gar keine Frage. Es macht mir nach wie vor unglaublich viel Spaß. Angefangen hat das schon in der Schule, mit Holzmodellen im Kunstunterricht. Da habe ich mit einem kleinen Windkanal und Wollfäden experimentiert. An der Universität habe ich dann Solar- und Elektro-Leichtfahrzeuge entwickelt, die natürlich auch windschnittig sein mussten. Später war ich bei smart für Aerodynamik verantwortlich, dann für die Vorentwicklung eines Niedrigverbrauchsfahrzeugs, bis ich hier bei Mercedes-Benz die Aerodynamik übernommen habe.

Heute feilen alle im Windkanal am Luftwiderstand.Sehen sich die Autos dadurch nicht alle ähnlich?

Was die Grundproportionen der Fahrzeuge angeht, ist das tendenziell schon so. Aber es liegt weniger am Windkanal. Eher schon daran, dass immer eine bestimmte Designlinie prägend für eine Epoche ist. Meine Eltern haben in den 70er-Jahren einen Alfa Romeo Giulia Super gefahren. Der war hoch und kantig wie ein Schuhkarton – vermutlich auch, weil er nie in einem Windkanal getestet worden war. Aber damals sahen alle Autos so aus, das war der Zeitgeist. Heute sind eher organische, fließende Formen gefragt. Das kommt uns Aerodynamikern natürlich entgegen.

Dann können Sie sich heute leichter mit den Designern einigen?

Wir stimmen uns laufend miteinander ab. Es gibt immer Dinge, die der aerodynamischen Form guttun, andere sind nicht so leicht zu integrieren. Letztlich ist der Spielraum beim Design aber größer, als man oft vermutet. Sie können mit ganz unterschiedlichen Formen denselben cw-Wert erreichen. Schauen Sie sich zum Beispiel das E-Klasse Coupé von 2009 an und zum Vergleich die aktuelle B-Klasse. Das sind zwei völlig verschiedene Fahrzeuge, aber beide haben einen cw-Wert von 0,24. In beiden Fahrzeugsegmenten war und ist das auch heute noch der Bestwert.

Seit wann spielt der cw-Wert eigentlich eine so wichtige Rolle?

Das begann mit der ersten Ölkrise in den 70er-Jahren. Durch den dramatisch gestiegenen Ölpreis war man gezwungen, darüber nachzudenken, wie sich der Spritverbrauch senken lässt. Damals waren noch cw-Werte zwischen 0,4 und 0,5 üblich. Die Aerodynamik war also ein wichtiger Stellhebel für Verbesserungen.

Und heute?

Heute treiben uns nicht zuletzt die strengen Vorgaben für die CO2-Emissionen an. In Europa haben wir einen Zielwert für unsere Pkw-Flotte von nur noch 100 Gramm pro Kilometer in 2021 Die Aerodynamik ist ein wichtiger Ansatzpunkt, weil sie vergleichsweise kostengünstig ist: Eine Grundform aerodynamisch optimal zu konstruieren, kostet zunächst einmal gar nichts. Erst die zusätzlichen Maßnahmen kosten Geld.

Was für Maßnahmen sind das zum Beispiel?

Das kann etwa eine regelbare Kühlerjalousie sein, die sich nur öffnet, wenn eine höhere Kühlleistung nötig ist. Oder die automatische Niveauabsenkung beim Fahrwerk, die bei schnellerem Tempo den Luftwiderstand senkt. Der Aufwand für solche Maßnahmen ist letztlich aber immer noch relativ gering, wenn Sie ihn mit den Kosten vergleichen, die durch Leichtbau oder weitere Verbesserungen der Motorentechnologie entstehen, um damit einen vergleichbaren Effizienzgewinn zu erzielen.

Teddy Woll (Mitte) mit zwei Experten aus seinem Team.

Der Mercedes-Benz CLA hat in der BlueEfficiency Edition einen cw-Wert von 0,22. Das ist der niedrigste cw-Wert aller Serienfahrzeuge. Wie wollen Sie diesen Rekord noch toppen?

Wir messen unsere Fortschritte inzwischen tatsächlich an der dritten Stelle hinterm Komma. Wenn wir den cw-Wert von 0,260 auf 0,259 reduzieren, haben wir ein Tausendstel gewonnen. Das ist unser täglich Brot. Was die Grundformen der Autos angeht, ist das Repertoire ziemlich ausgereizt. Da sind uns einfach Grenzen gesetzt. Sie können zum Beispiel die hintere Spur nicht beliebig verkleinern, unter anderem deshalb, weil das auf Kosten des Kofferraums, des Sitzkomforts hinten, der Fahrdynamik und auch des Designs ginge. Aber wir denken auch in ganz andere Richtungen. Beispielsweise sollen adaptive, also bewegliche aerodynamische Elemente künftig eine größere Rolle spielen.

Können Sie mit guter Aerodynamik auch in Testverfahren wie dem kommenden WLTP¹ punkten?

Durchaus. Bei solchen Fahrzyklen auf dem Rollenprüfstand wird je nach Geschwindigkeit ein Widerstand eingestellt, der dem Luftwiderstand des Fahrzeugs entspricht. Beim heutigen NEFZ¹ spielt die Aerodynamik nur eine untergeordnete Rolle, weil die Durchschnittsgeschwindigkeit im Test nur bei 33,6 km/h liegt. Gute Aerodynamik zahlt sich vor allem bei höheren Geschwindigkeiten für den Kraftstoffverbrauch aus, denn der Luftwiderstand wächst Quadrat zur Geschwindigkeit. Dem wird der neue, weltweit geltende Testzyklus besser gerecht: Beim WLTP² liegt die Geschwindigkeit im Schnitt bei 46 km/h. Das ist schon näher an der Realität. Tatsächlich sind die Durchschnittsgeschwindigkeiten allerdings oft noch höher. Wer viel Autobahn fährt, kann durchaus auf einen Schnitt von 80 bis 90 km/h kommen – und profitiert dann umso mehr von guten aerodynamischen Werten.

Welche Rolle spielt die Aerodynamik bei Elektroautos?

Eine noch wichtigere. Ich will etwas ausholen, um das zu erklären: Hybrid- oder Elektrofahrzeuge haben einen Akku, der beim Bremsen wieder geladen wird. Beim Elektroauto kann besonders viel Energie zurückgewonnen und gespeichert werden, weil hier die Batterie sehr groß und der E-Motor sehr leistungsstark ist. Mit diesem Motor lässt sich das Fahrzeug so gut abbremsen, dass im normalen Fahrbetrieb die mechanische Bremse gar nicht benötigt wird. Solange Sie nicht gerade eine Notbremsung machen, bremsen Sie über den E-Motor ...

... der dabei wieder Energie erzeugt.

Richtig. Sie gewinnen bis zu 80 Prozent der Energie zurück. Das heißt aber: Beim Elektroauto ist das Fahrzeuggewicht viel weniger wichtig, denn die Energie, die Sie brauchen, um das Fahrzeug mit seiner ganzen Masse zu bewegen, geht nicht verloren. Umso mehr machen sich dagegen der Roll- und vor allem der Luftwiderstand bemerkbar. Hinzu kommt: Der Energiegehalt eines sehr großen Akkus entspricht maximal 10 Litern Treibstoff. Damit kommen Sie in städtischen Gebieten gut aus. Aber auf längeren Strecken, wo Sie auch mal schneller fahren, wird die Reichweite zum Problem. Um also mehr Reichweite zu bekommen, ist die Aerodynamik beim Elektrofahrzeug enorm wichtig.

Ist das Elektroauto das Auto der Zukunft?

Langfristig werden wir sicher eine regenerative Energieversorgung haben. Von daher ist natürlich Elektromobilität die Zukunftsvision. Und sie könnte schneller Wirklichkeit werden, als wir heute glauben. Ich denke, wir werden in den nächsten Jahren erstaunliche technologische Sprünge erleben, zum Beispiel bei der Batterietechnik. Aber solange wir den Strom aus Kohle oder anderen nicht-regenerativen Energieträgern herstellen, haben wir mit einem Elektrofahrzeug in der Gesamtbilanz gegenüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor nicht wirklich etwas gewonnen.

Sie haben mit Ihrem Team auch große Sprünge erreicht. Auf welche sind Sie besonders stolz?

Einen Quantensprung haben wir in unserer Kompaktklasse geschafft. Da ist es uns gelungen, den Luftwiderstand des vorderen Radhauses dramatisch zu senken – unter anderem durch spezielle Radspoiler, die das Radhaus aerodynamisch abdecken. Insgesamt ging der cw-Wert von 0,3 bei der alten B-Klasse auf 0,24 beim aktuellen Modell zurück – das sind sagenhafte 20 Prozent, die wir in nur einer Generation gewonnen haben. Und beim Concept IAA³ haben wir aus einer „Beauty“ eine „Aero-Beauty“ gemacht, mit vielen aktiven Elementen und einem cw-Wert von 0,19. Dieses Konzeptfahrzeug hat zum Beispiel eine ausfahrbare Heckverlängerung. Es ging uns hier aber weniger um direkt umsetzbare Serienlösungen. Wir wollten vielmehr zeigen, was alles möglich ist, vor allem wenn in Zukunft die nächste Generation kreativer Ingenieure ihre Chance bekommt. An meinen Kindern sehe ich, was für eine starke Generation da heranwächst – wenn die in ein paar Jahren richtig loslegen: WOW!

Herr Woll, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.

1) Neuer Europäischer Fahrzyklus. Testverfahren wie der NEFZ geben vor, unter welchen Bedingungen und mit welchen Geschwindigkeitsabläufen ein Fahrzeug bei der Ermittlung von Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen auf dem Prüfstand zu betreiben ist.

2) Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure. Weltweit gültiges Testverfahren zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen, das 2017 in Europa eingeführt werden soll.

3) Auf der IAA 2015 in Frankfurt vorgestellte Studie einer viertürigen Limousine. Die Bezeichnung steht für Intelligent Aerodynamic Automobile.

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