Verbrennungsmotor lebt noch lange, aber ohne Elektrifizierung läuft nichts mehr

Wien –

Noch mindestens weitere zwanzig Jahre wird der Verbrennungsmotor die Basis für Fahrzeugantriebe bleiben, aber ohne Elektrifizierung geht in Zukunft nichts mehr.

Diese Ansicht vertrat Univ.-Prof. Dr. Hans Peter Lenz, Vorsitzender des Österreichischen Vereins für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK), Donnerstag Vormittag bei der Eröffnung des heuer bereits zum 36. Mal stattfindenden Internationalen Wiener Motorensymposiums in seiner Ansprache im Kongresszentrum Hofburg Wien. Der Trend zu kleineren Motoren mit geringeren Hubräumen gehe weiter, sagte der Experte, und die Motoren zeigten sich immer effizienter und immer mehr elektrifiziert:

Die Grundlast liefert der Verbrennungsmotor für lange Strecken, während beim Beschleunigen und Bremsen elektrische Komponenten mitwirken. Auch die Nebenaggregate werden mehr und mehr elektrisch angetrieben.

Die Begeisterung für rein elektrische Antriebe habe hingegen einen Dämpfer erhalten. Die Hilferufe nach staatlicher Förderung zeigten, dass die Kunden ein Fahrzeug, das eine kleinere Reichweite hat, das längere Zeit braucht um aufzuladen, mit eingeschränktem Raumangebot und zudem noch teuer, nicht akzeptieren.

Wenn es überhaupt eine Alternative zu den heutigen Verbrennungsmotoren gibt, liegt diese beim Plug-in-Hybrid,

so Prof. Lenz bei der Eröffnung.

Hier wird mit relativ kleinem Aufwand elektrisches Fahren ermöglicht, ohne auf Reichweite verzichten zu müssen, und auch ohne elektrische Aufladung ist Fahren möglich. Allerdings wird ohne gesetzlichen Druck kein Kunde bereit sein, den Mehraufwand zu tragen.

Im Fokus des Motorensymposiums, an dem 1000 Experten aus aller Welt teilnehmen, steht der Antriebsstrang in seiner Gesamtheit. Ein Thema, mit dem sich die vier Keynote-Speaker der Plenar-Eröffnungssektion aus Sicht der Zulieferindustrie und der Fahrzeughersteller beschäftigten.

Schaeffler: Die Zukunft des Motors kommt über das Getriebe

Künftige besonders emissionsarme Fahrzeugantriebe seien nur zu realisieren, wenn im gesamten Antriebsstrang die auftretenden Verluste reduziert würden. Es gelte daher Verbrennungsmotor, elektrische Komponenten und Getriebe im Verbund zu betrachten, führte Prof. Dr. Peter Gutzmer, Technologievorstand des deutschen Zulieferriesen Schaeffler AG, in seinem Vortrag aus.
Nach Ansicht des Vortragenden werden zukünftig drei wesentliche Richtungen relevant sein: Die Optimierung des Verbrennungsmotors, die 48 V und die Hoch-Volt Hybridisierung.

Nicht nur Hoch-Volt-Hybridkonzepte, sondern auch 48-Volt-Hybridfahrzeuge bieten, bei deutlich geringeren Kosten, die Möglichkeit, signifikante Verbrauchsverbesserungen zu erreichen, so Prof. Gutzmer.

Hybridfunktionalitäten wie zum Beispiel das elektrische Fahren und die Lastpunktverschiebung ermöglichen neue Getriebekonzepte mit geringerer Gangzahl. Die Wahl der Ganganzahl (“Rightspeeding”) und der Grad der Elektrifizierung wird somit die Technologie für den Verbrennungsmotor bestimmen, führte der Vortragende aus.

Bosch: Vernetzung wird Antriebsstrang revolutionieren

Vor dem Hintergrund globaler Megatrends und der damit einhergehenden Veränderungen künftiger Mobilitätsansprüche präsentierte der Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH und Vorsitzende des Geschäftsbereichs Mobility Solutions, Dr. Rolf Bulander, in seinem Vortrag umfassende Systemansätze für die weitere Optimierung des Antriebsstranges. Fortschreitende Urbanisierung – so werden 2030 rund 60 Prozent der Weltbevölkerung, knapp fünf Milliarden Menschen, in Städten leben – globale Erwärmung und das Internet der Dinge werden die Mobilität der Zukunft bestimmen und das Auto verändern, führte Dr. Bulander aus.

Bosch setzt nach den Worten des Vortragenden auf eine Reihe von Innovationen, die Verbräuche und Emissionen reduzieren und künftige Marktanforderungen erfüllen sollen. Beispielsweise auf die Erhöhung der Drücke bei der Benzineinspritzung auf 350 bar, auf die Einspritzung eines Benzin-/Wassergemisches bei Ottomotoren, oder auf das eCS-System, einer elektronischen Kupplung beim Handschalter, die auf dem “Clutch by wire”-Prinzip basiert und eine mechanische Verbindung zwischen Kupplungspedal und Kupplung hinfällig macht.

Der Elektrifizierung des Antriebsstranges kommt im Powertrain eine Schlüsselrolle zu, denn sie wird Diesel- und Benzinmotoren einen weiteren Schub geben. Mit der Elektrifizierung steht dem Verbrenner die beste Zeit noch bevor, zeigte sich Dr. Bulander überzeugt.

Ein entscheidender Faktor für revolutionäre Entwicklungen wird die Anbindung von Autos ans Internet sein, Stichwort “Internet der Dinge”. Nur vernetzte Fahrzeuge nutzen die Potenziale der Elektrifizierung und Automatisierung umfassend. Die Anbindung ans Internet macht Fahrzeuge sicherer und senkt den Kraftstoffverbrauch. Und sie bringt hochdynamische Informationen für Betriebsstrategie, Fahrerassistenz – bis hin zum automatisierten Fahren.

Delphi: Intelligente und kostenwirksame Powertrain-Strategien

Das Wachstum der Weltbevölkerung wird den weltweiten Kfz-Bestand in den nächsten zehn Jahren um 50 Prozent vergrößern. All diese Fahrzeuge erfordern mehr Sicherheit und Konnektivität, und sie müssen “grüner” werden, um ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren. Für John Fuerst, Vice President Engineering Powertrain Systems des Zulieferkonzerns Delphi, besteht kein Zweifel: Die Welt verändert sich rasch!

In seinem Vortrag erörterte John Fuerst, wie Delphi nachhaltige Mobilität langfristig möglich zu machen versuche und ordnete Innovationen im Bereich der Antriebstechnologie drei verschiedenen Kategorien zu: einfach, einzigartig und bahnbrechend.

Einfach – wie die schrittweise Optimierung der Einspritzsysteme; einzigartig – wie der GDi-Injektor für die Benzindirekteinspritzung mit neuartigem Design und Produktionsprozessen; bahnbrechend – wie die Entwicklung des GDCI-Motors, eines Benzindirekteinspritzers mit Kompressionszündung, der laut Fuerst Verbrauchsvorteile eines Dieselmotors und geringe NOx- und Ruß-Emissionen verspricht. Produktionsreif könne ein derartiges Aggregat in der nächsten Dekade werden, so Fuerst.

Trotz rapider Veränderungen bei den Antriebssträngen und alternativer Systeme werde nach Ansicht des Delphi-Managers der Verbrennungsmotor weiter dominieren. Bis 2025 werde der Verbrennungsmotor 98 Prozent des Marktes abdecken, bis 2040 werde diese Technologie noch immer 95 Prozent beherrschen, so John Fuerst.

Toyota: Optimale Antriebsstränge für jede Weltregion bis hin zur Brennstoffzelle

Der Einsatz einer einzigen Antriebsstrangtechnologie für alle Regionen der Welt sei keine zielführende Lösung für die Energie- und Umweltfragen. Dies stellte der leitende Toyota-Motorenentwickler Masanori Sugiyama für den weltgrößten Fahrzeughersteller klar und erteilte damit einem “Weltauto” eine Absage. In seinem Vortrag umriss Sugiyama, Executive General Manager of Engine Engineering Field, die Grundphilosophie der Toyota Motor Corporation: Die Entwicklung von Kerntechnologien im eigenen Haus, um Kunden in aller Welt optimale Antriebsstränge anbieten zu können.

Aus der Sicht von Toyota, so Sugiyama, seien unterschiedliche Verkehrsbedingungen wie z.B. Autobahngeschwindigkeiten und Staus, jährliche Fahrleistungen, Qualität und Preisniveau des Kraftstoffs und die Verfügbarkeit alternativer Kraftstoffe bei der Entwicklung eines optimalen Antriebsstrangs für eine Region zu berücksichtigen. Toyotas Ansatz: Für jede Region den jeweils effektivsten Antriebsstrang bereitzustellen.

Zu den Kerntechnologien, die Toyota “im eigenen Haus” entwickelt, zählen nicht nur Motoren und Getriebe, sondern elektronische Bauteile, Elektromotoren, Wechselrichter und Batterien für Hybrid-Elektrofahrzeuge. Seit Dezember des Vorjahrs produziert Toyota in Japan sogar das weltweit erste Brennstoffzellen-Auto in Serie und setzt dabei eine selbst entwickelte Brennstoffzelle ein. Im Herbst 2015 soll das Fahrzeug, der mit Wasserstoff betriebene Toyota Mirai, auch in Europa und in den USA auf den Markt kommen, so Masanori Sugiyama.

Toyota betrachte die Brennstoffzelle als erfolgversprechende Möglichkeit, die fundamentalen Probleme von Elektrofahrzeugen -mangelnde Reichweite und lange Ladezeiten – zu lösen und gleichzeitig emissionsfrei zu fahren, betonte Sugiyama.

© ÖVK / Verbrennungsmotor lebt noch lange, aber ohne Elektrifizierung läuft nichts mehr

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