Der Ioniq 5 verwirklicht eine Innovation, die dem ersten reinen Elektrofahrzeug von Hyundai Motor Company gerecht wird – durch ein funktionales Design, das den großzügigen Innenraum und die Aerodynamik in einem zukunftsorientierten Erscheinungsbild berücksichtigt. Wir haben die aerodynamischen Elemente hinter dem Ioniq 5 genauer unter die Lupe genommen.
Jede Minute durchschneidet das Auto die Luft. Je höher die Fahrgeschwindigkeit, desto stärker der Widerstand der Luft, auf die es trifft, und desto intensiver die Bewegung der Luft, die entlang der Karosserie strömt. Die Wechselwirkung zwischen Auto und Luft während der Fahrt hat großen Einfluss auf die Fahrleistung, den Kraftstoffverbrauch (bzw. Stromverbrauch), die Fahrstabilität und das Geräuschniveau. Deshalb stecken alle Autohersteller viel Mühe in die Aerodynamikforschung, die sich mit der Bewegung des Fahrzeugs und dem Luftstrom befasst.
Bei Elektrofahrzeugen wird die Aerodynamik noch wichtiger. Vergrößert man die Batteriekapazität, lässt sich zwar die Reichweite steigern, aber auch Preis und Gewicht nehmen zu. Mit anderen Worten: Um ein Elektroauto zu bauen, das mit gleicher Batteriekapazität weiter fährt, muss man den Wind gut im Griff haben.
Der Ioniq 5 maximiert den Innenraum, indem die Batterie flach auf dem 3.000 mm langen Radstand und dem Boden der Karosserie platziert wird.
Der Ioniq 5 ist das erste reine Elektrofahrzeug von Hyundai Motor und ein Modell, das den Beginn einer Reise hin zu „Fortschritt, elektrifiziert für vernetztes Leben“ markiert. Um ein innovatives Erlebnis zu schaffen, das der Ära der Elektrofahrzeuge würdig ist, und einen großzügigen Raum, der für einen passagierorientierten Lebensstil optimiert ist, verfügt der IONIQ 5 über einen langen Radstand von 3.000 mm (Abstand zwischen Vorder- und Hinterachse), wobei die Batterie flach am Boden der Karosserie platziert ist. Zudem wurde ein hohes SUV-Design angewandt, um den Platz durch verkürzte vordere und hintere Überhänge (Abstand von der Radmitte zum Karosserieende) zu maximieren und die Raumnutzung zu erhöhen.
Allerdings sind der Komfort für die Fondpassagiere, der das SUV-Design sichert, die Praktikabilität des Innenraums, die Erweiterung des Laderaums und die hohe Heckscheibe für die Aerodynamik eher nachteilige Bedingungen. Mit anderen Worten: Praktikabilität und Aerodynamik stehen oft in einem umgekehrten Verhältnis zueinander.
Der Ioniq 5 wurde in Windkanälen ausgiebig getestet, um die aerodynamische Leistung zu optimieren.
Um diese widrigen Bedingungen zu überwinden, hat die Hyundai Motor Company über einen langen Zeitraum hinweg zahlreiche Tests mit großer Sorgfalt in allen Abteilungen durchgeführt, die mit der aerodynamischen Leistung befasst sind. Basierend auf einem für die Aerodynamik optimierten Design wurde ein funktionales Design auf den IONIQ 5 angewendet, um die Nachteile und das Design auszugleichen und so die Gesamtqualität zu steigern. Die aerodynamische Leistung wird in verschiedenen Bereichen berücksichtigt, wie dem Heckspoiler – einem Schlüsselelement der Aerodynamik (der Fähigkeit, die Wechselwirkung zwischen Auto und Luft zu steuern) –, der intelligenten Luftstromsteuerung (Active Air Flap, kurz AAF), den Rädern und der Unterbodenverkleidung. Eine stromlinienförmige Clamshell-Motorhaube mit niedriger Sitzposition, eine sanft geneigte A-Säule und die im Vergleich zu einem typischen Crossover geringste Bodenfreiheit (Höhe von der Fahrbahnoberfläche bis zur Karosserie) sind ebenfalls aerodynamische Elemente des IONIQ 5.
Das Ergebnis: Der Luftwiderstandsbeiwert des IONIQ 5 beträgt 0,288, was den Luftwiderstand im Vergleich zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor derselben Klasse (Luftwiderstandsbeiwert: 0,32 bis 0,34) um etwa 11 bis 18 Prozent reduziert. Dies ähnelt dem Luftwiderstandsbeiwert anderer elektrischer SUV (0,28–0,31) und bestätigt die hervorragende Wettbewerbsfähigkeit des Ioniq 5. Wir haben uns den aerodynamischen Elementen des Ioniq 5 gewidmet, die bereits im Designentwicklungsprozess die aerodynamische Leistung berücksichtigten.
Ein Schlüsselelement des aerodynamischen Designs: der Heckspoiler
Der Ioniq 5 ist ein Modell, das das Design-Erbe des Pony, Hyundais erstem eigenständigen Modell, fortführt. Das Foto zeigt einen Vergleich des Konzeptmodells des Pony und des Ioniq 5, dem EV 45 Concept.
Der IONIQ 5 führt das Design-Erbe von Hyundais erstem eigenständigen Modell, dem Pony, fort und verkörpert gleichzeitig Hyundais Vision für die zukünftige Mobilität. Dies ist der Grund, warum die Spuren des Pony in der Silhouette des Ioniq 5 zu sehen sind, der die Trennlinie minimiert, die in klare Linien zwischen Seite und Linie sowie Seite und Seite unterteilt ist.
Allerdings gibt es auch einige aerodynamische Nachteile, wie den Winkel der schräg gestellten Heckscheibe. Im Allgemeinen ist der Winkel der geraden Heckscheibe eines SUV oder die sanft liegende Heckscheibe einer Limousine für die aerodynamische Leistung vorteilhaft, während der Winkel der Heckscheibe von Schrägheckmodellen wie dem Pony die Kontrolle des Luftstroms erschwert und somit den aerodynamischen Widerstand erhöht. Die Designer und Ingenieure des IONIQ 5 haben lange Zeit an der Entwicklung eines Heckspoilers gearbeitet, der die Nachteile des Heckscheibenwinkels ausgleicht, um eine optimale aerodynamische Leistung zu erzielen – entscheidend für Elektrofahrzeuge – und gleichzeitig ein Design umsetzt, das Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft verbindet.
Der Heckspoiler des IONIQ 5 ist eine Schlüsselkomponente, die zur Reduzierung des Luftwiderstands entwickelt wurde.
Der Heckspoiler ist ein zentrales Element der aerodynamischen Gestaltung eines Automobils. Während der Fahrt strömt die Luft links und rechts sowie ober- und unterhalb der Karosserie entlang. Dabei reduziert der Heckspoiler die Auftriebskraft, die das Fahrzeug durch die Luft unter dem Wagen anzuheben versucht. Gleichzeitig wird er so gesteuert, dass die Fahrstabilität nicht beeinträchtigt wird, indem die Verwirbelungen (Wirbel) der Luft, die über die Karosserie geströmt ist und sich am Heck bildet, minimiert werden. Die Reduzierung des Auftriebs wird häufig bei Hochleistungsfahrzeugen oder Rennwagen eingesetzt, die mit hoher Geschwindigkeit unterwegs sind. Bei einem normalen Pkw dient der Heckspoiler vor allem dazu, die Fahrstabilität und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, indem er die Luftverwirbelungen reguliert. Aus diesem Grund sind je nach Fahrzeugkonzept Feineinstellungen wie Form und Winkel des Heckspoilers erforderlich.
Der Heckspoiler des IONIQ 5 wurde mit Fokus auf die Reduzierung des Luftwiderstands entwickelt.
Beim Ioniq 5 sorgt das Gewicht des PE-Systems (Batterie, Elektromotor) sowie die sanfte Dachlinie für ausreichend Abtrieb (die Kraft, die das Fahrzeug von oben nach unten auf die Straße drückt), um die Fahrstabilität zu erhöhen. Daher wurde ein Heckspoiler entwickelt, der in erster Linie den Luftwiderstand verringert. Der Heckspoiler des IONIQ 5 entstand in einem Entwicklungsprozess mit Feineinstellungen in 0,1°-Schritten, um eine optimale Aerodynamik zu erreichen. Auch das Schließen des Bereichs neben dem Heckspoiler spielt eine wirksame Rolle bei der Kontrolle des Luftstroms und der Reduzierung des Luftwiderstands.
Öffnet und schließt den Kühlergrill nach Bedarf – der intelligente Luftstromregler (AAF)
Auch Elektrofahrzeuge sind mit Kühlergrills zur Kühlung des PE-Systems ausgestattet.
Bei einem Verbrennerfahrzeug wird Luft durch den Kühlergrill geleitet, um die während der Fahrt entstehende Motorhitze effektiv abzuführen. Auch Elektrofahrzeuge benötigen Kühlung, da Elektromotoren und Batterien viel Wärme erzeugen. Basierend auf der Elektrofahrzeugplattform E-GMP (Electric-Global Modular Platform) der Hyundai Motor Group wird der Ioniq 5 gekühlt, indem Kühl- und Schmieröl direkt auf die interne Spule gesprüht wird – anstatt der herkömmlichen Methode, bei der ein Kühlwasser-Kreislauf außerhalb des Elektromotors installiert wurde. Dies verbessert die Leistung innovativ. Die Reduzierung von Größe und Gewicht durch die Integration von Elektromotor, Wechselrichter und Untersetzungsgetriebe ist ein neues Merkmal des IONIQ 5 PE-Systems.
Der intelligente Luftstromregler des Ioniq 5 öffnet und schließt sich je nach Situation, reduziert den Luftwiderstand und sorgt für Kühlung.
Eine der Hauptkomponenten zur Kühlung des PE-Systems des IONIQ 5 ist der intelligente Luftstromregler (AAF). Der bestehende AAF wurde entwickelt, um den Kühlwiderstand zu verringern, der bei der Kühlung des Motors durch den Kühlergrill bei einem Verbrennungsfahrzeug entsteht. Das Konzept bestand darin, die Klappe (Trennwand) je nach Kühlbedarf zu öffnen und zu schließen, um den Widerstand zu reduzieren.
Der beim IONIQ 5 eingesetzte externe AAF weist eine hohe Effizienz bei der Reduzierung des Kühlwiderstands auf, da er den Stufenunterschied zur Frontstoßfängeroberfläche im Vergleich zu einem herkömmlichen AAF verringert. Wenn der Grill zur Reduzierung des Luftwiderstands geschlossen ist, bildet er eine einheitliche Oberfläche mit dem Stoßfänger, was optisch einen sauberen Eindruck vermittelt. Der Unterschied im Luftwiderstandsbeiwert zwischen geöffnetem und geschlossenem AAF beträgt etwa 0,013, was eine Reichweitensteigerung von rund 7,3 km pro Ladung ermöglicht.
Wirksame Maßnahmen zur Reduzierung des Luftwiderstands
Räder, die sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, sind Stellen, an denen der Luftstrom gestört wird, und haben einen großen Einfluss auf die Kraftstoffeffizienz von Automobilen.
Einer der Faktoren, die die Reichweite eines Elektrofahrzeugs beeinflussen, ist der Reifen. Reifen sind die einzigen Teile, die das Auto mit der Straßenoberfläche verbinden. Der Rollwiderstand variiert je nach Form und Material und hat einen großen Einfluss auf die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs. Der Rollwiderstand des Reifens kann durch Variation der Anordnung des Reifens sowie der Größe und Form des Rades verringert werden. Der Ioniq 5 ist mit Reifen der Größe 235/55R 19 Zoll oder 255/45R 20 Zoll ausgestattet. Beide Räder minimieren die offene Fläche des Rades und haben unter Berücksichtigung der aerodynamischen Leistung eine flache Vorderfläche.
Der Ioniq 5 minimiert den Luftwiderstand, indem die Reifen so gestaltet sind, dass sie von vorne gesehen nicht seitlich überstehen.
Darüber hinaus wird die Menge an Luft, die während der Fahrt auf die Reifen trifft, minimiert, indem verhindert wird, dass die Reifen von vorne gesehen über die Fahrzeugkarosserie hinausragen. Um den Widerstand zu minimieren, der beim schnellen Drehen des Rades entsteht, wird der Spalt zwischen Reifen und Rad verkleinert, und die entlang der Reifenoberfläche entstehende Luft wird so gestaltet, dass sie auf natürliche Weise entweichen kann.
Die beim IONIQ 5 eingesetzten digitalen Seitenspiegel sind innovative, fortschrittliche Spezifikationen, die den Luftwiderstand während der Fahrt reduzieren und eine komfortable Sicht bieten.
Der Digitale Seitenrückspiegel (Digital Side Mirror, DSM), der erstmals im Ioniq 5 zum Einsatz kam, ist ebenfalls ein Bauteil für optimale Aerodynamik. Der während der Fahrt entstehende Luftwiderstand steigt proportional zur projizierten Stirnfläche des Fahrzeugs, und die Außenspiegel an beiden Seiten vergrößern diesen Widerstand. Aus diesem Grund reduzieren die Hersteller den Luftwiderstand, indem sie die Spiegel verkleinern oder schlanker gestalten. Der DSM des Ioniq 5 ersetzt die Funktion des Seitenspiegels durch eine Kamera, verringert so den Luftwiderstand und sorgt selbst bei schlechtem Wetter und starkem Regen in der Nacht für eine klare Sicht nach hinten.
Luftströmung unter dem Fahrzeugboden kontrollieren – eng anliegende Unterbodenverkleidung
Der Ioniq 5 kontrolliert die Luftströmung, indem er den unteren Bereich der Karosserie akribisch abschottet – etwa durch Unterbodenverkleidungen vor und hinter der Batterie sowie am Hinterachsträger.
Generell wird der Einfluss der Form von Fahrzeugober- und -unterteil auf die aerodynamische Leistung mit 45 bzw. 35 Prozent angegeben. Ein Elektroauto mit einer flachen, unter dem Boden montierten Batterie hat eine schnellere Luftströmung unter der Karosserie als ein Verbrenner. Wird die von vorne und unten einströmende Luft daher gleichmäßig bis zum Heckende geführt, lässt sich der Luftwiderstand senken und die Effizienz steigern.
Um die Vorteile eines Elektroautos mit flachem Boden maximal zu nutzen, hat der Ioniq 5 eine Unterbodenverkleidung im vorderen und hinteren Bereich der Batterie erhalten, die mögliche Lücken, in denen sich Luft verfangen könnte, akribisch schließt. Zudem wurde die Verkleidung am Hinterachsträger angebracht, an dem die Hinterachse und der Elektromotor montiert sind, damit die Luft zum Fahrzeugheck hin entweichen kann. Die Unterbodenverkleidung hinter der Batterie und am Hinterachsträger sind die ersten von Hyundai Motor eingesetzten Teile dieser Art – ein innovativer Einfall, der einem reinen Elektroauto in den unsichtbaren Bereichen gerecht wird.
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