Großgussteile am Beispiel des Tesla Model Y

Da von den Fahrzeugen mit Großgussteil aktuell nur der Tesla Model Y einen relevanten Marktanteil in Deutschland besitzt, wurde diese Konstruktion als Basis für die Untersuchungen verwendet. Betrachtet man die im Model Y verbauten Großgussteile, zeigt sich, dass diese - allein durch die Positionierung - nur bei einer hohen Schadenintensität und Intrusion beschädigt werden können.

Die generische Analyse von Vollkasko(VK)-Kollisionsereignissen zeigt folglich, dass derart geschützt verbaute Großgussteile nur in einer geringen Anzahl von Schadenfällen betroffen werden. Bei der Untersuchung von circa 2000 Vollkasko-Kollisionsschäden mit Elektro(E-)fahrzeugen aus dem Jahr 2022 wurden weniger als 100 relevante Schadenfälle identifiziert, was weniger als 5 % der Fälle entspricht. Die meisten Fahrzeuge in diesen Fällen waren bei dem Unfall so schwer beschädigt worden, dass auch ohne Berücksichtigung der Großgussteil-Äquivalente in der Reparaturkalkulation bereits ein wirtschaftlicher Totalschaden eingetreten war. Damit sinkt der Anteil relevanter Fälle, in denen eine Reparatur oder Erneuerung eines Großgussteil erforderlich wäre, weiter: Nur in weniger als 1,5 % der Schadenfälle würde sich der Schadenaufwand aufgrund der Erneuerung eines Großgussteils real erhöhen. Mögliche Reparaturlösungen sind hier nicht berücksichtigt, Bild 2.

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Die Analyse von Krafthaftpflicht(KH)-Schäden, bei denen ein Model Y als Unfallgegner beschädigt wurde, zeigt ein ähnliches Bild. Hier wurde tatsächlich nur in 1,3 % der Schäden eine Beschädigung des Gussteils festgestellt. In jedem dieser Fälle konnte das Großgussteil durch einen Teilersatz repariert werden. Ein Ersatz des gesamten Großgussteils war in keinem der untersuchten Schadenfälle nötig, Bild 3.

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In einem gemeinsamen Projekt mit Thatcham Research wurden in deren Versuchszentrum Crashtests durchgeführt, um die Relevanz noch besser bewerten zu können. Es war bereits bekannt, dass die Crashintensität des klassischen Strukturcrashtests zur Typklasseneinstufung gemäß RCAR-Standard nicht ausreicht, um das Großgussteil signifikant zu beschädigen. Bei diesem Strukturcrashtest [1] fährt eine Schlittenbarriere mit einer Masse von 1400 kg, einer Geschwindigkeit von rund 15 km/h, einem Winkel von 10° und einer Überdeckung von 40 % auf das Heck eines stehenden Pkws auf. Diese Crashintensität entspricht in etwa einem Auffahrunfall eines Pkws auf einen stehenden Pkw je nach Massenverhältnis zwischen 20 und 30 km/h.

Im gemeinsamen Projekt mit Thatcham Research sollte jene Grenze der Unfallschwere ermittelt werden, ab der das Gussteil beschädigt wird. Zunächst wurde ein Versuch durchgeführt, in dem die Schlittenbarriere wie beim Standardtest mit rund 15 km/h gegen das Heck des Tesla Model Y fährt. Es wurde lediglich der Aufprallwinkel vergrößert. Durch den größeren Aufprallwinkel von 40° wirken weniger längsachsenparallele und mehr seitliche Kräfte auf die Fahrzeugkarosserie ein. Dieses Szenario ist für eine Fahrzeugstruktur eine größere Herausforderung, da längs verbaute Strukturelemente die eingeleitete Energie nicht mehr gezielt abbauen können. Es zeigt sich jedoch, dass auch bei diesem ungünstigeren Anprallwinkel das Großgussteil nicht beschädigt wurde, Bild 4.

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Erst bei einem weiteren Crashversuch mit drei Mal höherem Energieeintrag, erzeugt durch eine Geschwindigkeit der Schlittenbarriere von 25 km/h bei weiterhin ungünstigerem Winkel von 40° wurde das Großgussteil signifikant beschädigt, Titelbild. Nach diesem Versuch war ein vollständiger Ersatz des Castings aufgrund von Materialbruch erforderlich. Pkw-Pkw-Unfälle in dieser Unfallschwere und Konstellation sind im Schadengeschehen jedoch selten und kommen im innerstädtischen Bereich kaum vor, da weder solche Kollisionsgeschwindigkeiten bei Einhaltung der zulässigen Geschwindigkeit noch ein solcher Winkel bei normalen Fahrmanövern inklusive Abbiegevorgängen zwischen den Fahrzeugen erreicht werden. Die Crashversuche haben somit das Ergebnis der Datenanalyse und die geringe Relevanz der Fälle bestätigt, bei denen das Casting beschädigt wird [1].

Die Reparatur von Großgussteilen erfordert spezielle Qualifikationen und Geräte, insbesondere für das Schweißen von Aluminiumguss. Sie ist jedoch nicht unmöglich. Dabei variieren die technischen Reparaturmöglichkeiten je nach Lage und Umfang des Schadens. Für das Tesla Model Y werden verschiedene Reparaturlösungen für ein- und zweiteilige Großgussteile angeboten. Im Tesla-Servicehandbuch ist folgende Darstellung zu finden, Bild 5. Je nach Farbeinteilung sind gewisse Reparaturen möglich. Im grünen Bereich ist beispielsweise das Schweißen von Beschädigungen bis 50 mm möglich. Zudem können gebrochene Bolzen ersetzt oder verbogene Bereiche mit kalten Verfahren gerichtet werden. Am relevantesten für das übliche Schadengeschehen ist jedoch die Möglichkeit, die Endstücke des hinteren Großgussteils im Model Y zu ersetzen, Bild 6.

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Hierfür wird das beschädigte Endstück an einer gekennzeichneten Linie abgetrennt und im Anschluss durch ein neues Teil ersetzt. Dies ist mit der etablierten Reparaturmethode „Längsträgerteilersatz“ vergleichbar. In einem dem AZT vorliegenden Schadenfall wurde diese Reparatur in Deutschland bereits durchgeführt. Die Mitarbeitenden von Thatcham Research in England konnten das Endstück in ihrer Werkstatt ebenfalls erfolgreich ersetzen.

Um die Kosten für diesen Teilersatz bewerten zu können, wurde eine Phantomkalkulation in Silver-DAT erstellt. Hierbei wurde ein typischer Heckschaden simuliert und das Tesla Model Y mit einem VW ID.4 (ohne Großgussteil) verglichen. Es zeigt sich, dass die Reparaturlösung des Model Y nur minimal teurer ist als der Längsträgerteilersatz im ID.4. Betrachtet man den kompletten simulierten Schaden, besteht am Ende nur eine Differenz von wenigen Hundert Euro, die die Reparatur des Model Y teurer ist.

Untersuchungen von Thatcham führten zu einem ähnlichen Ergebnis. Es wurden die Reparaturkosten für eine teilweise Reparatur sowie für den kompletten Tausch des Großgussteils im Model Y mit anderen Fahrzeugmodellen und gleichem Beschädigungsgrad verglichen. Hieraus geht hervor, dass die Reparatur eines Tesla Model Y vergleichbar beziehungsweise günstiger als bei einem Tesla Model 3 ist, das in konventioneller Stahlbauweise gefertigt wird. Dasselbe gilt für den Vergleich mit Fahrzeugen anderer Marken.

Der Einfluss von Großgussteilen auf den Schadenaufwand der Versicherung kann als gering eingeschätzt werden, wenn das Casting sich nicht auf die äußeren Fahrzeugbereiche erstreckt sowie Reparaturlösungen verfügbar und Reparaturwerkstätten ausreichend geschult sind. Tatsächlich ist die Typklasse des Tesla Model Y, als erstes Fahrzeug mit einem Gussteil dieser Größe, derzeit nicht auffällig.