Toyota FT-Bh Concept: Mini-Spritverbrauch mit nur 2,1 Litern

Der Toyota FT-Bh zeigt nicht nur die neue Designsprache der Japaner, sondern hebt die Effizienz auf einen neuen Level. Aerodynamisch durchgestylt und weniger als 800 Kilogramm auf der Waage, verbraucht dieses geräumige Vollhybrid-Fahrzeug im Durchschnitt nur 2,1 Liter pro 100 Kilometer, was einem CO2-Ausstoß von lediglich 49 g/km entspricht. Keine Träumerei: Die Studie könnte bereits ab 2015 als Familienfahrzeug mit einem Minimalverbrauch auf den Markt kommen. Das Kürzel „FT-Bh“ steht für „Future Toyota - B-Segment Hybrid“.

Design: Mit Emotionen auf höchste Effizienz getrimmt

„Ecomotion“ nennt Toyota den Leitgedanken für die Gestaltung der Karosserie des 3,985 Meter langen, 1,695 Meter breiten und 1,400 Meter hohen FT-Bh. Um seinen extrem niedrigen Kraftstoffverbrauch zu realisieren, entwarfen die Designer emotional ansprechende Formen mit einem Höchstmaß an aerodynamischer Effizienz. Das Konzept des Karosseriedesigns entspringt nahezu vollkommen dem natürlichen Luftstrom an Oberflächen. Das Dachdesign greift das Motiv eines zwischen mehreren Befestigungspunkten gespannten Textils auf und verweist so auf die ultraleichte Gesamtkonstruktion.

Zu den Kernelementen der neuen Toyota-Designsprache zählen der großflächige, tief angesetzte Kühlergrill, der die Fahrzeugfront dominiert, eine kraftvoll gezeichnete Motorhaube und vertikal in den vorderen Kotflügeln angeordnete Scheinwerfer. Die gestreckte, textilähnliche Struktur der Dachelemente sowie schlanke A- und C-Säulen, die erstklassige Sichtverhältnisse und ein gutes Raumgefühl im Fahrzeug schaffen, verleihen dem Design ein Plus an Leichtigkeit.

Am Heck betont die bogenförmige Dachsäulenarchitektur den kraftvollen Auftritt und den niedrigen Schwerpunkt. Fließend geht die Fahrgastkabine in das Heck über, das vom hochgezogenen Stoßfänger geprägt ist. Das Design sorgt für exzellente aerodynamische Eigenschaften mit einem cW?Wert von 0,235. Der Toyota FT-Bh rollt ferner auf schlanken, großen Reifen in der Dimension 145/55 R18, die mit ihrem geringen Rollwiderstand die Fahrwiderstände reduzieren, ohne Kompromisse in puncto Grip und Traktion einzugehen.

Mit diesem Konzeptfahrzeug präsentiert Toyota die Aerodynamik-Technologie der Zukunft. Der Toyota FT-Bh verfügt über aerodynamisch optimierte Leichtmetallräder und spezielle Lufteinlässe an den vorderen Flanken. Kameras ersetzen die Außenspiegel, die den Luftstrom unterbrechen würden. Zudem kommen grifflose, elektrisch sperrende Türen zum Einsatz. Ein pagodenförmiges, zum Heck hin abgesenktes Dach und das mit scharfen Linien gezeichnete Heck samt schlitzförmigem Luftauslass und Underfloor-Spoiler leiten die Strömung sauber vom Fahrzeug ab.

Das Design-Motiv der gestreckten textilen Strukturen findet sich ebenfalls im Interieur des Fahrzeugs wieder, wie zum Beispiel bei der Gestaltung der Mittelkonsole, der Armaturentafel, der Sitze und des Lenkrades. Die konkave Form der Mittelkonsole erzeugt eine fahrerorientierte Atmosphäre und unterstreicht zudem die Helligkeit und Geräumigkeit des Interieurs.

Ultraleicht: Extreme Reduzierung des Gewichtes

Mit einer Kombination von hochfestem Stahl, Leichtmetall und Magnesium peilt Toyota ein Gewicht an, das 25 Prozent unter dem des aktuellen 1.030 Kilogramm schweren Yaris mit dem 1.0-Liter Motor liegt. Das Gesamtgewicht der Studie beträgt nur 786 Kilogramm. Da der Hybrid-Antriebsstrang etwas schwerer ist als ein herkömmlicher 1.0-Liter Benzinmotor, realisierte Toyota die Gewichtsersparnis vor allem im Bereich der Karosserie, der Innenausstattung, des Fahrwerkes und der Elektronik. Insgesamt konnten die Ingenieure rund 340 Kilogramm einsparen. Der Vollhybrid-Antriebsstrang des Toyota FT-Bh wiegt mit rund 60 Kilogramm etwa 40 Kilogramm weniger als der des aktuellen Prius.

Die Ziele bei der Gewichtsreduktion waren hoch gesteckt: Toyota wollte, ohne Kompromisse bei der Fahrzeugsicherheit, rund 33 Prozent Gewicht bei Karosserie und Fahrwerk einsparen. Der Antriebsstrang und die Fahrzeugelektronik sollten etwa 27 Prozent leichter gestaltet werden. Da sich die Rohkarosserie um rund 20 bis 25 Prozent erleichtern ließ, musste das Ziel, eine Gewichtsersparnis von mehr als 30 Prozent zu erzielen, durch die Verringerung des Gewichtes von Innenraumbauteilen um etwa 50 Prozent erreicht werden.

Eine derart große Gewichtseinsparung bei den Bauteilen des Interieurs wirkt sich natürlich auch auf andere Bereiche des Fahrzeugs aus. So werden beispielsweise die auf Karosseriestruktur und Fahrwerk einwirkenden Massen reduziert. Das wiederum lässt in diesen Bereichen ein Downsizing von Bauteilen zu und wirkt sich gleichzeitig positiv auf die erforderliche Motorleistung aus, was einmal mehr Gewicht spart und thermische Energieverluste reduziert.

Mit der Reduktion der Massen ging die Senkung des Fahrzeugschwerpunkts auf 54,1 Zentimeter einher, die sich in guter Rückmeldung, agilem Handling und kraftvollem Bremsverhalten niederschlägt. Zu guter Letzt konnte Toyota die Herstellungskosten reduzieren, was das Fahrzeug für eine breite Käuferschicht erschwinglich machen würde.

Antrieb: Erhöhte Effizienz des Antriebsstranges

Beispielhaftes Downsizing betrieb Toyota beim Vollhybrid-Antriebsstrang des FT-Bh. Der leichte Zweizylindermotor mit 1,0 Litern Hubraum bildet eine Synthese aus hoher Effizienz und niedrigen thermischen Arbeitsbedingungen, so dass die Anforderungen an das Kühlsystem sinken. Der Verbrennungsmotor ist 38 Kilogramm leichter als der des Prius, wobei das Lithium-Ionen-Batterie-Package nur knapp die Hälfte der Nickel-Metallhydrid-Batterie im Prius wiegt. Über die Leistungs- und die Performance-Daten schweigt sich Toyota noch aus.

Die Kombination aus leichtem Fahrzeuggewicht und der Kraft des Vollhybrid-Antriebs soll dem Fahrer des FT-Bh insbesondere in der Stadt großen Fahrspaß bieten. Das Fahrzeuggewicht von lediglich 786 Kilogramm schärft die Reaktion auf Gas- und Bremsbefehle, während der Elektromotor des Vollhybridantriebs für ein beachtliches Anfahrdrehmoment sorgt, das den FT-Bh zu einem überaus flinken Verkehrsteilnehmer macht.

Verringerung der Fahrwiderstände

Besonderes Augenmerk bei ihren Bemühungen um geringen Kraftstoffverbrauch legten die Macher auf die aerodynamischen Eigenschaften und den Rollwiderstand der Reifen. Die Minimierung des Luftwiderstandsbeiwertes und die Gestaltung der Fahrzeugfront sollten zu einer Reduktion der Fahrwiderstände um rund 25 Prozent beitragen.

Infolge der Synergie-Effekte aus Aerodynamik und Kraftstoffeffizienz kommt es beim neuen Toyota FT-Bh zu einer ganzen Reihe weiterer Optimierungen. So erzeugt der Antriebsstrang beispielsweise weniger Abwärme, während die Verbrauchseffizienz gesteigert wurde. Aus diesem Grund konnten die Ingenieure das Kühlsystem kompakter gestalten, so dass es nun mit weniger Kühlluft auskommt und die Fahrzeugfront aerodynamisch günstiger ausfällt. Dies wirkt sich wiederum auf den Luftwiderstandsbeiwert aus, der seinerseits zu einer weiteren Reduktion des Kraftstoffverbrauches beiträgt.

Einsparung von 50 Prozent der elektrischen Energie

Mit dem FT-Bh gelang Toyota Optimierungen bei der Nutzung von thermischer Energie und eine Reduzierung des elektrischen Energiebedarfs um rund 50 Prozent. Die Strategie der Reduktion des Wärmebedarfs und der gleichzeitigen Reduktion von Wärmeverlusten führte zu konsequent umgesetzten Maßnahmen im Fahrgastraum des FT-Bh. Hier kommen besonders leichte Komponenten zum Einsatz, die entweder eine geringe Wärmeaufnahme oder eine hohe Wärmeisolierfähigkeit aufweisen. Die Klimatisierung erfolgt ausschließlich in den Bereichen der Fahrgastzelle, die auch besetzt sind.

Es gelang den Ingenieuren, den Energiebedarf von elektrischen Verbrauchern wie den Scheinwerfern und der Innenraumbeleuchtung auf die Hälfte des Verbrauchs konventioneller Fahrzeuge zu reduzieren. Die Verglasung gestaltete Toyota thermisch so effizient wie möglich und sogar die weiße Lackierung des Fahrzeugs reflektiert Hitze und bietet eine exzellente thermische Isolierung.