Renault entwickelt effiziente Motoren- und Logistiklösungen

Mit wegweisenden Motor- und Fahrzeug­konzepten untermauert Renault sein Bekenntnis zur nachhaltigen Mobilität. Zu den innovativen Antriebslösungen zählt ein komplett neu entwickelter Elektromotor mit kompakteren Abmessungen und höherer Ladeleistung als die aktuellen E-Aggregate. Hinzu kommt ein wirtschaftliches bivalentes Dreizylinder-Aggregat, das auf Betrieb mit Flüssiggas (LPG) hin optimiert ist und 20 Prozent weniger Kraftstoff verbraucht als bisherige LPG-Motoren. Beide Aggregate gehen bereits 2015 in Serie. Weiteres Novum ist der Prototyp eines Mildhybrid-Diesels für leichte Nutzfahrzeuge mit Twin-Turbo-Technik, der mit einem 48-Volt-Starter-Generator gekoppelt ist. Als vierte Motoren­neuheit präsentiert Renault einen Zweitakt-Diesel mit nur 730 Kubikzentimeter Hubraum, zwei Zylindern und doppelter Aufladung per Turbolader und Kompressor. Auch dieses Aggregat soll zukünftig in Lieferwagen der französischen Marke zum Einsatz kommen.

Kurz vor der Serieneinführung steht der neue, im Fahrbetrieb komplett emissionsfreie Renault Elektromotor. Seine Besonderheit: Der innovative Elektromotor zeichnet sich durch einen um zehn Prozent geringeren Platzbedarf aus als die bisherigen Z.E.-Triebwerke („Zero Mission“) der Marke. Dies erleichtert insbesondere die Integration in Kleinwagen.

Elektromotor mit kompakter Bauweise

Die Renault Ingenieure erreichten dies unter anderem durch die komplette Integration von Anbaumodulen in das Motorgehäuse und durch die Miniaturisierung von Komponenten. Darüber hinaus legten sie Baugruppen näher zusammen, wodurch die Kabelwege kürzer ausfallen. Weiteren Platz schufen die Ingenieure, indem sie Ladebox, Leistungselektronik und das aus dem Renault ZOE bekannte Batterieladesystem Chameleon® Charger in einem Modul vereinigten. Der sogenannte Power Electronic Controller benötigt 25 Prozent weniger Raum als zuvor die Einzelkomponenten.

Zur Platzersparnis trägt außerdem der Wechsel von der Wasser- zur Luftkühlung bei. Lediglich bei dem Power Electronic Controller wird die Wärme noch per Wasser abgeführt.

Kurze Ladezeiten dank leistungsfähiger Technik

Um die Ladezeiten bei geringeren Spannungen und Ladeleistungen zu verkürzen, etwa an der Haushaltssteckdose oder an der 230-Volt-Ladestation, optimierten die Elektronikspezialisten nicht nur das Packaging, sondern auch die Leistung des Ladesystems. Ein neu konzipierter Wechselrichter zur Steuerung des Elektromotors sorgt zusätzlich für einen geringeren Energieverbrauch während der Fahrt.

Insgesamt vereinigt der neue Elektromotor von Renault 95 neue Patente in sich. Das 65 kW/88 PS starke Aggregat mobilisiert ein maximales Drehmoment von 220 Nm, das bereits vom Start weg zur Verfügung steht. Das in den Power Electronic Controller integrierte Batterieladesystem Chameleon® Charger gewährleistet höchste Flexibilität und optimale Reichweite im Alltag.

Hocheffizient dank Flüssiggas: neuer Dreizylinder-Motor

Zweite Antriebsneuheit, die kurz vor der Serieneinführung steht, ist der auf den Betrieb mit Flüssiggas (LPG) hin optimierte Dreizylinder. Der bivalente Turbomotor, der sich auch mit Superbenzin fahren lässt, verfügt über die Start & Stop-Automatik und das Energy Smart Management zur Rückgewinnung von Bewegungsenergie beim Bremsen und im Schubbetrieb. Hinzu kommt der Eco-Modus für besonders verbrauchsarmes Fahren. Auf Knopfdruck kann der Fahrer in den Eco-Modus wechseln und dadurch den Verbrauch noch weiter senken.

Dank modernster Technik begnügt sich die neue LPG-Motorengeneration mit 20 Prozent weniger Kraftstoff als ihre Vorgänger ohne Aufladung und Effizienztechnologien. Da Flüssiggas an der Tankstelle wesentlich günstiger ist als Superbenzin, profitiert auch der Geldbeutel: Die Kraftstoffkosten sinken um rund 25 Prozent im Vergleich zu einem vergleichbaren Benzinmotor. Die CO2-Emissionen gehen aufgrund der chemischen Zusammen­setzung des Propan-Butan-Gemischs und der sauberen Verbrennung um rund zehn Prozent zurück. Dank der niedrigen Schadstoffemissionen erfüllt das Triebwerk bereits die Abgasnorm Euro 6b.

Die wichtigste Herausforderung für die Renault Motorenentwickler bestand darin, den Ladedruck und die Motorsteuerung für eine maximale Effizienz an den Flüssiggasbetrieb anzupassen. Weiterer Vorteil für die Kunden: Der Einbau der LPG-Komponenten erfolgt direkt im Werk.

Mildhybrid-Diesel macht Nutzfahrzeuge sparsamer

Weiteres Novum ist der Prototyp eines Mildhybrid-Diesels mit Twin-Turbo-Technik und einem 48-Volt-Starter-Generator zwischen Motor und Getriebe. Das innovative Triebwerk kommt im Rahmen des Projekts HYDIVU (Hybride Diesel pour Véhicule Utilitaire) zur Verbrauchsreduzierung von leichten Nutzfahr­zeugen an Bord eines Renault Master Versuchsträgers zum Einsatz. Im Verbund mit einer langen Getriebeübersetzung zur Drehzahlabsenkung, dem sogenannten „Downspeeding“, sorgen die neuen Technologien im Langstreckenbetrieb für zehn Prozent weniger Kraftstoffverbrauch.

Der Versuchsmotor basiert auf dem Serien-Vierzylinder ENERGY dCi 165 mit Twin-Turbo-Aufladung. Die Renault Entwickler erweiterten das Triebwerk um ein 48-Volt-Starter-Generator-Modul auf dem Getriebe. Bei der Verzögerung des Fahrzeugs arbeitet der Elektromotor als Generator und kann durch die so genannte Rekuperation Bremsenergie zurück gewinnen. Die gewonnene Energie wird in einer 48-Volt-Batterie gespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen. Das System bietet doppelten Nutzen: Zum einen hilft es, Kraftstoff zu sparen, zum anderen erhöht es das Drehmoment durch den so genannten Boost-Effekt.

Niedrige Drehzahlen, hoher Ladedruck

Die Twin-Turbo-Technologie ermöglicht ein gutes Durchzugsvermögen bereits bei niedrigen Touren um 1.000 U/min und über das gesamte Drehzahlband hinweg. Dies begünstigt den Einsatz einer langen, die Motordrehzahl senkenden Getriebeübersetzung. Das „Downspeeding“ wiederum bedeutet weniger innermotorische Reibung und damit einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Spezielle Stahlkolben senken zusätzlich die Reibung. Weiteres Merkmal des Twin-Turbo-Aggregats ist der hohe Einspritzdruck von 2.500 bar, 500 bar mehr als in der Serienausführung. Neben zusätzlicher Leistung sorgt dies durch eine noch effizientere Verbrennung für weniger Schadstoffe.

Neuer Zweitakt-Diesel mit zwei Zylindern und Top-Wirkungsgrad

Auch der neu entwickelte kleine Zweitakt-Diesel mit zwei Zylindern, 730 Kubikzentimeter Hubraum sowie doppelter Aufladung per Turbolader und Kompressor ist für künftige Nutzfahrzeuge gedacht. Renault hat das Triebwerk im Rahmen des Projekts „POWERFUL“ (POWERtrain for FUture Light-duty vehicles) der Europäischen Union konzipiert. Das innovative Downsizing-Triebwerk soll insbesondere in kompakten City-Lieferwagen zum Einsatz kommen.

Zweitakt-Diesel sind bislang vor allem als Schiffsmotoren bekannt. In Containerfrachtern und anderen Ozeanriesen glänzen sie mit einem Wirkungsgrad von nahezu 50 Prozent. Zum Vergleich: Der Wirkungsgrad von Viertakt-Selbstzündern im Automobil liegt bei lediglich rund 35 Prozent. Die Miniaturisierung für die Anwendung im Automobil stellte für die Industrie bislang ein Problem dar. Renault nutzt im Rahmen des Projekts „POWERFUL“ die Gelegenheit, konkrete Lösungen hierfür zu erarbeiten und hat bereits vielversprechende Resultate erzielt.

Kompakt, leicht, sparsam

Der exzellente Wirkungsgrad von Zweitakt-Diesel ermöglicht es den Entwicklern, kompakte und leichte Triebwerke zu bauen und die Zylinderzahl zu halbieren. Das Renault Triebwerk ist 40 Kilo­gramm leichter als ein herkömmlicher Viertakt-Diesel der gleichen Leistungsklasse. Sein geringer Platzbedarf macht es zur idealen Antriebslösung für kompakte Lieferfahrzeuge.
Der kompakte Zweizylinder mobilisiert zwischen 35 und 50 kW (48 und 68 PS) Leistung und stellt ein Maximaldrehmoment von 112 bis 145 Nm bei 1.500 U/min bereit. Die Maße für Bohrung und Hub betragen 76 Milli­meter und 80,5 Millimeter. Die Höchstdrehzahl liegt bei 4.000 U/min.

Durch den hohen Wirkungsgrad, kombiniert mit dem Downsizing-Effekt, ergeben sich darüber hinaus deutliche Verbrauchs- und Emissionsvorteile. Dank moderner Systeme zur Abgasnachbehandlung, wie etwa dem Dieselpartikelfilter und der NOX-Falle, lassen sich selbst zukünftige Abgasgrenzwerte problemlos einhalten. Ebenfalls positiv für den Einsatz in der Stadt: Das Geräuschniveau des Zweitakt-Diesels liegt auf dem Niveau konventioneller Viertakt-Aggregate. Dank der geringeren Zahl an Bauteilen lässt sich schließlich ein Preis ähnlich wie für einen Benzinmotor realisieren.

 

Twizy Delivery Concept: elektrischer Mikro-Transporter

Mit dem Twizy Delivery Concept hat Renault ebenfalls den Lieferverkehr in der City im Visier. Die Studie auf Basis des Elektro-Zweisitzers Twizy entstand im Rahmen des Pilotprojekts VELUD (Véhicule Electrique pour la Logistique Urbaine Durable). Besonderheit des rein batteriebetriebenen Mikro-Lieferwagens ist sein Anhänger, der auf einem Kubikmeter Platz für bis zu 15 Kleincontainer bietet. Das Projekt VELUD untersucht die Einsatzmöglichkeiten leichter Elektrotransporter in der Großstadt für die letzten Kilometer der Lieferkette. Hierzu zählt unter anderem das intelligente Fuhrparkmanagement, um die Lieferfahrzeugflotte optimal auszunutzen und Leerfahrten zu vermeiden. Ein weiterer Aspekt ist die Einrichtung modularer Ladezonen je nach transportierter Ware.

Laboratoire Cooperatif d’Innovation: interne Denkfabrik

Die zukunftsweisenden Konzeptstudien von Renault stammen aus dem Laboratoire Cooperatif d’Innovation (LCI), einer neu geschaffenen, unabhängigen Denkfabrik innerhalb des Renault Konzerns. Aufgabe des LCI ist es, innovative Entwicklungen frühzeitig zu erkennen und diese in realitätsnahen Prototypen umzusetzen. In dem konzerneigenen Think Tank arbeiten rund 50 Ingenieure, Produktentwickler und Designer eng zusammen. Ergebnis ist eine außergewöhnliche Dynamik, Kreativität und Reaktionsfähigkeit, welche das LCI zu einem einzigartigen Kreativzentrum innerhalb des Unternehmens machen.

Dank der flexiblen Organisation vergehen von der Idee bis zu ihrer Umsetzung in Gestalt eines Designmodells oder Prototypen mitunter nur wenige Tage. Bei ihrer Arbeit öffnen sich die LCI Mitarbeiter auch Einflüssen von außen. Rund ein Drittel der Projekte entstammen dem Austausch mit externen Akteuren, wie etwa Hochschulen und Zuliefer­betrieben. Prominente Beispiele für die Arbeit der Denkfabrik sind der Renault Twizy und die Studie EOLAB.

„Innovation Room“: Inspirationsquelle für neue Ideen

Ein weiteres unternehmensinternes Ideenforum ist der „Innovation Room“. Zweimal im Jahr finden hier Ausstellungen zu wechselnden Themen statt, die als Inspirationsquelle für neue Ideen dienen. Gezeigt werden dabei innovative Entwicklungen und Produkte aus verschiedensten Branchen außerhalb der Automobil­industrie. Neben organisierten Besuchen finden hier Themenkonferenzen und Kreativmeetings statt. Die Ausstellungen behandeln im Wechsel allgemeine Entwicklungen, wie etwa die Einführung von Elementen aus der Welt der Computerspiele („Gamification“), und Themen, die das Unternehmen Renault direkt betreffen. Hierzu zählen beispielsweise Emotion, wahrgenommene Qualität oder Materialeinsparung.

„Renault Creative People“: Forum für Innovationsvorschläge

Mit „Renault Creative People“ hat Renault darüber hinaus eine unternehmensinterne Intranet-Plattform geschaffen, auf der das Unternehmen seine Mitarbeiter rund um die Welt regelmäßig und themenbezogen zu Innovationsvorschlägen aufruft. Den Anlass hierfür bieten beispielsweise die Ausstellungen im „Innovation Room“. Die Mitarbeitervorschläge werden von einer Jury geprüft und ausgewertet. Jeder Aufruf bringt rund 200 qualifizierte Ideen.

Die besten Ideen werden weitergeleitet zum „Creative Lab“. Hier vertiefen spezielle Arbeits-gruppen, die sogenannten „Inkubatoren“ („Brutkästen“), die sich aus interessierten Renault Beschäftigten aller Unternehmensbereiche zusammensetzen, die Innovationsvorschläge und entwickeln diese weiter. Um die hierbei erzielten Fortschritte zu prüfen, finden wöchentliche Ideen-Workshops statt. Der Gedankenaustausch im „Creative Lab“ ermöglichte dem französischen Hersteller beispielsweise, eine Smartphone-App zu entwickeln, die ermittelt, ob sich der Wechsel auf ein Elektrofahrzeug für einen Fahrer lohnt.

Enge Zusammenarbeit mit namhaften Partnern

Renault nutzt bei der Suche nach neuen, zukunftsweisenden Mobilitätslösungen nicht nur das Fachwissen der eigenen Mitarbeiter, sondern arbeitet eng mit Partnerunternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen zusammen. Neben Zulieferpartnern aus der Automobilindustrie zählen hierzu Energieversorger, die französische Staatsbahn SNCF und die französische Post ebenso wie die renommierten Hochschulen Ecole Polytechnique und Ecole des Mines.

Um frühzeitig die neuesten Trends in der Informationstechnologie zu erkennen und aufzugreifen, setzt Renault darüber hinaus eine rund 15-köpfige Beobachtergruppe im Silicon Valley ein. Die IT-Experten arbeiten eng mit den Schlüsselunternehmen der Branche zusammen und prüfen, welche Innovationen sich für die Automobilbranche als nützlich erweisen können.

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