Ein Forschungsprojekt am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik untersucht den Reifenabrieb bei Elektrofahrzeugen. Das Ziel ist die Entwicklung eines Prognosemodells, das die Faktoren identifizieren soll, die den Abrieb beeinflussen.
In Deutschland entstehen jährlich mindestens 100.000 Tonnen Reifenabrieb , schätzt das Umwelt bundesamt. Das entspricht etwa einem Drittel der jährlich freigesetzten Mikroplastik -Emissionen im Land. Fahrzeuge mit Elektroantrieb verursachen durch ihr höheres Gewicht oft mehr Reifenabrieb als diejenigen mit Verbrennungsmotor.
Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik untersuchen im Projekt RAMUS (Reifenabriebsmessung und Simulation) die Entstehung der Abriebmenge bei elektrifizierten Fahrzeugen. Um ein Prognosemodell für Reifenabrieb zu entwickeln, testen sie Reifen an einem Prüfstand in Betriebszyklen, die das reale Nutzungsverhalten in geraffter Form abbilden.Der elektrifizierte Lieferverkehr spielt eine Schlüsselrolle bei der klimaneutralen Mobilität. Doch der Reifenabrieb bleibt dabei eine Herausforderung. Die Fahrzeuge lassen durch das Gewicht der Batterie sowie hohe Anfahrmomente eine im Vergleich zu konventionell angetriebenen Modellen grundsätzlich die Freisetzung höherer Mengen an Reifenpartikeln in Form von Mikroplastik erwarten. Diese finden sich in der Luft als Feinstaub, in Gewässern als Sediment und in Böden als Verunreinigungen. „Im Gegensatz zu bisher im Fokus stehenden Verschmutzungsquellen wie Abgasen sind die Einflüsse auf den Entstehungsprozess noch wenig erforscht“, erläutert Martin Gießler vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) des KIT, der dort die Arbeitsgruppe „Reifen-Rad-Fahrbahn“ leitet.Durch die Euro-7-Norm werden nun erstmals Grenzwerte für den Reifenabrieb eingeführt, die für neue Reifentypen ab 1. Juli 2028 für Personenwagen, ab 1. April 2030 für leichte Nutzfahrzeuge und ab 1. April 2032 für schwere Nutzfahrzeuge und Busse gelten. „Um den Abrieb reduzieren und die neuen Grenzwerte einhalten zu können, müssen wir genauer erforschen, wie Abrieb entsteht und wie sich beispielsweise das Gewicht des Fahrzeugs oder die Reifenart auf die Menge des Abriebs auswirken“, sagt Gießler. Zu den möglichen Einflussgrößen zählen aber auch das Fahrverhalten wie Beschleunigen und Bremsen, die Straßenbedingungen wie Temperatur und Nässe oder die Verkehrsbedingungen wie Stau. „Wir nutzen Mobilitätsdaten und Fahrprofile vom elektrifizierten Lieferverkehr, mit deren Hilfe wir geraffte Betriebsprofile für die Abriebtests am Reifenprüfstand definieren. Die so gewonnenen Daten verwenden wir für die Entwicklung eines simulationsgestützten Prognosemodells“, so Gießler. Die Forschenden statten hierfür einen Reifenprüfstand mit einem realen Asphaltbelag aus und vermessen den Reifen hinsichtlich seines Kraftübertragungs- und Abriebverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Darüber hinaus wollen die Forschenden auf Basis von Prüfstandtests und Simulationen ein Reifenmodell entwickeln, das große Datenmengen zum Verschleiß von virtuellen Reifen liefern soll. Die gewonnenen Daten aus den realen und virtuellen Untersuchungen fließen anschließend in ein Prognosemodell ein: Dieses soll vorhersagen, wie verschiedene Faktoren – die Art des Reifens, die Belastung, das Fahrzeug oder die Fahrweise – den Reifenabrieb beeinflussen. Um die Ergebnisse des Projekts für die Öffentlichkeit zugänglich zu machen, wird das Konsortium die Methode in Publikationen vorstellen und die gewonnenen Daten auf einer frei zugänglichen Plattform bereitstellen
Wissenschaft Elektrofahrzeuge Reifenabrieb Mikroplastik Forschung Prognosemodell Euro-7-Norm
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