29.07.2019
Das Auto der Zukunft
Von Brad Templeton
On-Demand-Autos könnten viel einfacher, erschwinglicher und damit auch viel häufiger werden als die heutigen Wagen
Mit Mobilität on Demand kauft man kein Auto, sondern einzelne Fahrten. Das ist bekanntermaßen das Konzept von Uber. Dieses Konzept ist ebenfalls sinnvoll für Google, Apple und andere Firmen, die nichts mit dem Autogeschäft zu tun haben. Aber sogar Autohersteller wie Daimler (Car2Go), BMW (DriveNow) oder General Motors (Lyft) stellen sich darauf ein und haben damit begonnen, eher Fahrten als ganze Autos zu verkaufen, weil es lukrativer ist.
Wie sieht also das Auto der Zukunft aus? Darauf gibt es keine klare Antwort. Denn das Auto, das geschickt wird, um uns abzuholen, wird auf die jeweils geplante Fahrt zugeschnitten sein. Je mehr Leute mitfahren, desto größer ist es. Wenn die Fahrt nicht über eine Autobahn führt, muss das Auto den Anforderungen von Autobahnen nicht genügen. Wenn die Fahrt zu einer Berghütte geht, wird es eher einem SUV ähneln. Aber es wird kein SUV sein, wenn damit nur eine Flasche Milch eingekauft werden soll. Für einen Ausflug an den Strand an einem sonnigen Tag wird möglicherweise vor der Auslieferung das Dach entfernt. Und ein Auto für eine nächtliche Fahrt in ein Landhaus wird wohl nur ein fahrendes Bett sein.
Viele dieser Veränderungen habe ich in einem Artikel zu neuen Autodesigns1 schon skizziert. Hier will ich mich auf das unglaublich günstige und einfache Modell konzentrieren, das zum am meisten verbreiteten Fahrzeug avancieren sollte, was jemals hergestellt wurde: das Auto für die kurze Stadtfahrt einer Einzelperson. Das betrifft 80 Prozent aller Fahrten und ungefähr 45 Prozent aller gefahrenen Kilometer, also einen großen Teil der Flotte. Ich prognostiziere, dass jährlich viele dieser Autos hergestellt werden. Genauer gesagt werden es mehr sein als alle Autos zusammen, die heute gebaut werden. Und das, obwohl sie als Taxis dienen oder von vielen Nutzern geteilt werden. Wie sieht dieses Auto aus?
Größe und Form
Ein Auto für ein bis zwei Personen ist natürlich klein. Die Fahrzeugbreite wird bei 1,50 Metern oder weniger liegen, also schmal genug sein, dass zwei davon in eine Spur passen und es sich in Wartezeiten effizient parken lässt. Das Auto für eine Person ist auch nicht sehr lang. Für zwei Personen wird es eine etwas längere „Face to face“-Konfigurierung und eine etwas kürzere „Tandem“-Konfigurierung geben. Die Zweisitzer sind nicht viel größer oder schwerer als die Einsitzer. Sie könnten also die häufigsten Fahrzeugtypen werden, weil mit ihnen auch die Einzelfahrten noch sehr effizient sind.
„Das Auto punktet beim Luftwiderstand, denn es hat nur halbe Breite.“
Ein so schmales Auto kann allerdings die Kurven nicht schnell nehmen. Ein breites Fahrwerk ist viel stabiler. Dafür gibt es einige Lösungen, darunter Kombinationen der folgenden:
- Die Räder gehen unabhängig voneinander in Kurvenlage, was dem Auto ermöglicht, sich wie ein Motorrad in Kurven zu legen. Das ist die beste Lösung, die allerdings einiges kostet.
- Es könnte wechselweise als Zweirad fahren, das sich ebenfalls in die Kurve legen kann, aber mit anderen Tricks arbeitet, um stabil zu bleiben, wie der C-1 von LIT Motors.
- Das Auto ist elektrisch und alle Batterien befinden sich im Boden, sodass der Schwerpunkt sehr niedrig liegt. (Ein Extrembeispiel ist der Tango2, der diese Stabilität bewusst mit Bleibatterien erhalten hat.)
- Das Auto fährt nie auf schnellen Straßen und muss deshalb niemals richtig schnell in die Kurven gehen. Dank der Technik des automatisierten Fahrens hat es in Kurven nie so viel Tempo, dass es instabil wird, die Route wird entsprechend gewählt.
Das Auto punktet beim Luftwiderstand, denn es hat nur halbe Breite. Bei der Version für den Nahverkehr muss man sich um den Luftwiderstand keine großen Gedanken machen, weil man sowieso nicht schnell fährt. Der Energieverlust durch Luftwiderstand erhöht sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Ein Auto mit 50 Kilometer pro Stunde hat also ein Viertel des Luftwiderstands eines Autos mit 100 Kilometer pro Stunde und ein Achtel eines Autos mit ganzer Breite. Die Version für den Fernverkehr sollte in der Form möglichst einer Träne ähneln. Das Stadtauto kann dagegen etwas größer sein, sodass man bequemer sitzt und auch bequemer ein- und aussteigen kann. Das effizienteste und sicherste Design wäre eine Träne mit einem Passagier, der nach hinten schaut. Allerdings mögen es viele Leute nicht, entgegen der Fahrtrichtung zu sitzen. Dabei wäre es bei einem Frontalunfall das Sicherste.
Antrieb und Karosserie
Über den Antrieb im Taxi macht man sich als Passagier keine Gedanken, der Flottenmanager schon. Einige Gründe sprechen für den Elektroantrieb, vor allem im Stadtauto. Es hat keine lokalen Emissionen und je nach Strommix niedrigere Gesamtemissionen. Der größte Nachteil ist die Standzeit des Autos während des Ladens. Das braucht freilich den Passagier nicht zu kümmern, der das nicht mitbekommt. Dieser Nachteil lässt sich kompensieren, indem mehr Autos angeschafft, die Batterien gewechselt oder mehrmals täglich an Schnellladesäulen getankt wird.
„Für Touristen kann eine große Windschutzscheibe zum Einsatz kommen.“
Verglichen mit heutigen Autos ist der Elektroantrieb supereinfach. Das Auto der Zukunft hat im Gegensatz zu Verbrennern nur eine kleine Anzahl beweglicher Teile. Es ist einfacher zu bauen und man kann leichter innovative Ideen ausprobieren, und die Wartung ist auch einfacher. Es hat genug Leistung (viel benötigt man nicht) und gewinnt im Stadtverkehr beim Bremsen Energie zurück. Für die Stabilität liegt das ganze Gewicht im Boden und es ist leise und geschmeidig. Es wird kaum zu schlagen sein, wenn die Batteriepreise gefallen sind und Reichweitenangst verschwunden ist – die es bei einem Taxi sowieso nicht gibt. (Es wird kein Taxi losgeschickt, das das gewünschte Ziel nicht erreichen kann.) Weil der Elektroantrieb weitaus weniger Teile hat als ein Verbrennungsmotor, ist dieses Auto auch viel einfacher. Obwohl es Billig- und Luxusversionen geben wird, wird vieles von dem, was wir heute von Autos kennen, verschwunden sein. Eine „Kiste auf Rädern mit Sitz“ ist keine schlechte Beschreibung für das, was man für eine kurze Stadtfahrt tatsächlich benötigt.
Natürlich werden einige Kunden weiterhin ein bisschen Schick wollen, aber die Karosserie wird trotzdem einfach sein. Das Auto hat vielleicht nur eine Tür – es parkt so, dass die Tür sich auf der richtigen Seite befindet. Für Touristen kann eine große Windschutzscheibe zum Einsatz kommen. Ansonsten ist ein segmentiertes Fenster einfacher und sicherer. (Als zweiter Notausstieg reicht eine Verkleidung, die man raus treten kann.)
Mit LiDAR-Navigation braucht es keine kompletten Scheinwerfer, nur LED-Betriebsleuchten, damit es nachts von anderen Autos gesehen wird. Zur Erinnerung: Es fährt nicht auf dunklen Landstraßen, sondern nur auf beleuchteten Straßen in der Stadt. Als Elektroauto braucht es keinen Kühler. Wahrscheinlich hat es keine Motorhaube, weil sich die Karosserie für die seltenen Wartungsarbeiten, die Elektroautos brauchen, in der Werkstatt aufschrauben lässt. Es hat auch keinen Kofferraum, nur eine Ablage. (Manche Autos werden natürlich über Kofferräume oder anderen Stauraum verfügen. Das sind die Fahrzeuge, die geschickt werden, wenn man angibt, dass man etwas transportieren möchte.) Wahrscheinlich möchten wir weiterhin Seitenfenster, die herunterfahren, und eine Verriegelung, die wir selbst bedienen können. Die Fenster könnten aber einfacher sein als die von heute. Das Seitenfenster ohne Tür ist wahrscheinlich leichter zu bauen. Anders als bei Autos, die von Menschen gefahren werden, können die Fenster legal ihre Tönung variieren. Variable LCD-Tönung wäre eine hübsche Funktion. Natürlich gibt es weder Seitenspiegel noch Rückspiegel.
Sicherheit und Ausstattung
Das Auto muss natürlich unfallsicher sein. Anders als die Intuition suggeriert, ist das mit kleineren Autos durchaus möglich – es kostet lediglich Geld und Gewicht, z.B. für die Knautschzone und die Airbags. Ein Robocar hat in Unfallsituationen einige besondere Fähigkeiten. Es wird möglichst so positioniert, dass der Aufprall durch die Knautschzone geleitet wird und die Passagiere günstig zum Airbag sitzen. (Es ist nicht ausgeschlossen, dass ein Auto sich um sich selbst dreht, damit der Aufprall mit der Rückseite erfolgt, wenn die Bremskraft dafür ausreicht.) Wenn immer mehr Robocars auf den Straßen unterwegs sind und Unfälle seltener werden, muss womöglich weniger für den passiven Unfallschutz aufgewendet werden. Ohne Lenkrad ist mehr Raum vorhanden, um die Energie in einen größeren Airbag zu absorbieren, wenn der Passagier nach vorne geschleudert wird. Die Airbags könnten außerdem bereits kurz vor dem Aufprall auslösen.
„Der auffälligste Unterschied wird das Fehlen des Armaturenbretts sein.“
Der Sitz kann spartanisch oder luxuriös ausfallen, aber er muss nicht so beweglich sein wie heute. Für einen Einzelpassagier kann er für maximale Beinfreiheit eingestellt sein. Luxusautos werden über motorisierte Rückenlehnen oder ähnliche Annehmlichkeiten wie heute verfügen. Für kurze Strecken sind Raffinessen wie Lendenwirbelstützen und Massagen allerdings nicht so wichtig und die Armstützen können ebenfalls fest sein. Passagiere werden sich Möglichkeiten zum Abstellen und Ablegen wünschen, besonders Tassenhalter, Ladestationen für mobile Geräte und genug Stauraum für Taschen. Der könnte sich im Fußraum befinden.
Zur Ausstattung werden eine ausziehbare Tischplatte und ein Screen gehören. Aus Sicherheitsgründen sollte es weder Tastatur noch Maus geben, die sich mit den Geräten der Passagiere verbinden lassen. Sie könnten aber in einen eigenen kleinen Mehrzweck-Computer integriert sein. Der Bildschirm ist ebenfalls vor allem für die mobilen Geräte der Passagiere da, die ihn für die Arbeit oder Videos nutzen können. Da in diesem Auto keine Dinge aufbewahrt werden, ist kein Handschuhfach nötig. Es könnte aber eine kleine Box mit nützlichen Gegenständen geben: Taschentücher, Lappen, um Verschüttetes aufzuwischen, und so weiter.
Der auffälligste Unterschied wird das Fehlen des Armaturenbretts sein. Man benutzt sein eigenes Smartphone, um Informationen zu erhalten und kann damit auch Verbindung zum Fahrzeug aufnehmen. Es könnte auch ein kleines Tablet eingebaut sein, das Basisinformationen zeigt und eine einfache Bedienung ermöglicht, wenn das Smartphone nicht funktioniert. Auch wenn es einiges an Standardisierung erfordert, wäre es schön, wenn es einen Steckplatz für die meisten Telefone und Tablets gäbe, der sie auch kabellos mit Strom versorgt. Auch eine Verbindung zum Bildschirm und Datenfluss vom Auto wären gut. (Aus Sicherheitsgründen muss die Kommunikation unseres unsicheren Telefons mit dem Fahrsystem allerdings stark beschränkt sein.) Es ist möglich, dass das Smartphone im Auto schnelles Internet hat: Ein Robocar benötigt sowieso seine eigene Datenverbindung und kann eventuell mehr Leistung bieten. Andererseits mag es sein, dass die Passagiere weiterhin die Verbindung ihres Telefons nutzen, weil es neuer ist und deshalb ebenfalls eine gute Verbindung hat.
„In Pannensituationen ließe sich das Auto zum Beispiel über einen ausfahrenden Handgriff oder einen Joystick steuern.“
In Pannensituationen ließe sich das Auto zum Beispiel über einen ausfahrenden Handgriff oder einen Joystick steuern, der es gestattet, das Auto wie im Videospiel langsam zu bewegen. Dies wäre nicht für das Fahren bei höherer Geschwindigkeit geeignet und auch nicht für einen Menschen am Steuer in einer Unfallsituation. Es wäre nur eine kostengünstige Hilfe, damit das Auto bei einer größeren Panne von der Straße bewegt werden kann. Autos, die auf dem Land unterwegs sind, werden sicher über bessere Kontrollmechanismen auf verschmutzten Straßen, in Einfahrten oder in anderen vom Navi nicht erfassten Bereichen verfügen.
Wird es ein schickes Soundsystem geben? Die Passagiere werden natürlich im Auto Musik und Videos konsumieren wollen, zumal mit Elektromotoren die Geräuschkulisse geringer ist. Andererseits dürften hochwertige Kopfhörer mit Rauschunterdrückung, lediglich von einem Basslautsprecher oder vibrierenden Elementen im Sitz unterstützt, sogar ein besseres Hörerlebnis bieten. Sind mehrere Insassen im Auto, kann jeder seine eigenen Sachen hören. Das wäre kostengünstiger als ein schickes Soundsystem und lässt sich leicht von den Insassen selbst erweitern. In den kostengünstigeren Autos findet sich davon sicher nichts – sie haben keinen Bildschirm, dafür einen fixierten Sitz, und die Kopfhörer muss man selber mitbringen. Damit wären diese Autos immer noch gut für die allermeisten Zwecke geeignet. In diesem Auto verbringt man schließlich nicht Stunden, sondern lediglich eine Viertelstunde. Während dieser Zeit werden die Passagiere sich mit ihrem Smartphone beschäftigen und sich weiter um nichts kümmern.
Weitere Elemente
Die Passagiere werden die Temperatur regulieren wollen. Robotaxis bieten allerdings interessante Alternativen zur Klimaanlage. Wärme wird vor allem aus der Batteriekühlung stammen. Teilweise könnten aber auch simple Alternativen zum Einsatz kommen. Das Auto könnte an einem Depot halten, um Eis oder ein anderes Kühlmittel aufzunehmen, das die Temperatur für eine oder zwei Stunden senkt. Dann lädt es die Kühlung wieder auf. Bei den kurzen Strecken in der Stadt werden sich die Passagiere kaum dafür interessieren, wo die Kühlung herstammt. Die hier skizzierte Lösung könnte durchaus besser sein als eine Klimaanlage, die Batteriestrom abzwackt. Auf diese Weise könnte der Innenraum in kalten Gegenden auch mit Wärme versorgt werden. Eine andere Möglichkeit wären Heizungen, die mit Erdöl oder einem Biokraftstoff betrieben werden, wobei CO2-Emissionen in Kauf genommen werden müssten. Dem kleinen Elektrotaxi kann auch gestattet werden, in Gebäude hinein zu fahren, so dass Passagiere das Auto in klimatisierten Bereichen sowohl besteigen als auch verlassen und eine leistungsstarke Klimaanlage weniger notwendig ist. Während schlimmer Kälteperioden könnten die Autos zu Wärmestationen fahren, um den Innenraum und die Batterien warm zu halten.
„Manches fällt weg, etwa Pedale oder Lenkrad.“
Manches fällt weg, etwa Pedale oder Lenkrad. Dafür wird einiges benötigt, was herkömmliche Autos nicht haben. Vor allem braucht es zwei redundante Lenk- und zwei redundante Bremssysteme, weil der menschliche Fahrer fehlt, der eingreifen könnte, wenn ein System ausfällt. Außerdem gibt es natürlich die fürs autonome Fahren nötigen Sensoren und Computer. Die Federung ist auch anders. In höherwertigeren Autos mag sie teurer ausfallen, wenn sie supergeschmeidiges Fahren erlauben soll. Wer nicht mehr selbst fährt, möchte u. U. gar nicht mehr merken, überhaupt auf der Straße zu sein.
Das Auto ist klein und einfach, hat viel weniger bewegliche Teile und überhaupt viel weniger Teile als das typische Auto, das heute gebaut wird. Es ist leicht, effizient und elektrisch.
Klein, einfach und leicht bedeutet: kostengünstig. Sehr kostengünstig sogar. Der Preis für Computer und Sensoren wird sich mit der Zeit im Bereich von unter 1000 Euro bewegen und der für die Batterien wird auf 130 Euro pro Kilowattstunde fallen. Dann wird dieses Auto bedeutend günstiger in der Herstellung sein als herkömmliche Autos.
Günstige Herstellung bedeutet günstiger Verkaufspreis. Damit wären diese Autos sogar günstiger als eine Busfahrkarte für viele Fahrten: Das Auto würde ungefähr 13 bis 16 Cent pro Kilometer kosten, während die Autos von heute, könnte man sie pro Kilometer buchen, ungefähr auf einen Preis von 32 Cent pro Kilometern kommen. Milliarden Menschen mehr als heute könnten so Zugang zum Auto als Transportmittel erhalten, denn sie müssten nicht viele tausend Dollar dafür hinlegen. Die Verkaufszahlen für solche und ähnliche Autos würden in die Höhe gehen, was zu weiter sinkenden Preisen führen dürfte.
