Antriebstechnik 20.05.2005, 18:38 Uhr

Die Zukunft gehört dem Wasserstoff-Verbrennungsmotor  

VDI nachrichten, München, 20. 5. 05 – Das Hybridauto ist in den USA ein Trendmobil – nicht nur in Kalifornien, wo der Toyota Prius den Anstoß gab. Die US-Hersteller GM und Ford ziehen nach, wollen mit der Hybridtechnik die Zeit bis zur Serienreife der Wasserstoff-Brennstoffzelle für Autos überbrücken. BMW setzt auch auf Wasserstoff, aber „wir glauben an die Zukunft des Verbrennungsmotors“, sagte BMW-Entwicklungschef Prof. Dr.-Ing. Burkhard Göschel den VDI nachrichten. Für ihn böten Hybridfahrzeuge „nur in bestimmten Segmenten besondere Verbrauchsvorteile“, auch sei noch mit dem Diesel zu rechnen.

Göschel: Wir haben ja einen langen Weg vorgezeichnet, und der endet in der Wasserstofftechnologie – da bleiben wir dabei. Das haben wir auch mit dem Rekordfahrzeug H2R unterstrichen …

VDI nachrichten: … es gibt aber noch kein Wasserstoff an Tankstellen …

Göschel: … deshalb werden bis zur größeren Verbreitung dieser Wasserstofftechnologie Hybridkonzepte eine wichtige Rolle spielen ein Weg dorthin kann aber auch über den Diesel führen. Hinter der Hybridtechnik steht eigentlich nur das Managen von Energieströmen im Auto: Haupteffekt ist die Rückgewinnung kinetischer Energie im Auto, etwa der Bremsenergie. Natürlich beschäftigen wir uns auch bei BMW mit diesem Thema. Aber der Verbrennungsmotor wird auch bei Hybridkonzepten oder beim Energiemanagement im Vordergrund stehen.

VDI nachrichten: Heißt das, dass BMW kein Hybridauto auf den Markt bringen wird?

Göschel: Hybridfahrzeuge bieten nur in bestimmten Segmenten besondere Verbrauchsvorteile, die sehr stark auf den Testbereich zugeschnitten sind. Das kann aber nicht unser Ziel sein. Stattdessen müssen die Antriebskonzepte so ausgelegt sein, dass der Kunde im täglichen Gebrauch davon profitieren kann – sonst ist die Enttäuschung groß. Unsere Ausrichtung geht genau dahin – das heißt, wir werden uns mit erster Priorität um eine hohe Effizienz des Verbrennungsmotors kümmern. Parallel erschließt BMW gerade Technologien, die im Zuge eines optimalen Energiemanagements Vorteile bei Verbrauch und damit auch Emissionen für den Kunden bedeuten. Diese Konzepte sind als ,Add-On“ für alle Antriebsformen zu verstehen, die universell genutzt werden können und nicht nur unter speziellen Voraussetzungen ihre Vorteile haben. Unsere Lösungen sind keine Kompromisse, wie es letztlich die derzeitigen so genannten Hybride auf dem Markt sind.

VDI nachrichten: Das relativ teure und komplizierte Hybridkonzept wird allgemein auch nur als Übergangslösung gehandelt, bis die Brennstoffzelle Serienreife erreicht hat. Wenn Sie aber auf den Wasserstoff als Kraftstoff direkt für den Verbrennungsmotor setzen – welche Bedeutung hat dann für Sie die Brennstoffzelle?

Göschel: Wasserstoff ist der Brennstoff der Zukunft, und wir sehen den Verbrennungsmotor – zumindest für BMW – auch weiterhin als das Antriebsaggregat der Zukunft. Für uns entscheidend ist, dass der Verbrennungsmotor eine sehr hohe Leistungsdichte hat – und der Anspruch unserer Kunden an die Fahrleistung sehr hoch ist. Wir können in Verbindung mit dem Wasserstoff-Verbrennungsmotor einen Gesamtfahrzeug-Wirkungsgrad von etwa 50 % erreichen. Und damit würde das Niveau der Brennstoffzellenautos erreicht. Der Vorteil, Verbrennungsmotoren gibt es schon. Wir werden die Brennstoffzelle einsetzen, aber als Hilfsenergieeinheit. Im Konstantbetrieb ist sie effizient, und der Bedarf an Strom im Auto ist hoch. Auch wenn der Motor nicht läuft, kann die Brennstoffzelle Strom erzeugen.

VDI nachrichten: Und wann wird der BMW der Wasserstoff tankt auf den Markt kommen?

Göschel: Noch während des Modellzyklus der heutigen 7er-Reihe, also in relativ naher Zukunft. Es wird allerdings ein bivalentes Fahrzeug sein, das mit Wasserstoff und Benzin betrieben wird – aus Gründen der Verfügbarkeit. Die Bivalenz hilft uns in der Übergangsphase, so lange die Infrastruktur noch nicht ausreichend verfügbar ist …

VDI nachrichten: … und was bedeutet das für den Gesamtfahrzeug-Wirkungsgrad?

Göschel: Natürlich ist der Verbrennungsmotor damit noch nicht optimal ausgelegt. Das wird erst der Fall sein, wenn er monovalent betrieben wird. Schon auf den Prüfständen zeigt es sich aber, dass der Wasserstoff eigentlich der ideale Kraftstoff für den Verbrennungsmotor ist und mit ihm eine höhere Literleistung erzielt wird als im Benzinbetrieb.

VDI nachrichten: Und wie weit fährt der bivalente BMW damit?

Göschel: Wir speichern den Wasserstoff flüssig, also tiefkalt. Daraus resultiert eine hohe Energiespeicherdichte, die größere Reichweiten ermöglicht. Damit kann für unsere Fahrzeuge auch der Überlandverkehr ins Auge gefasst werden und nicht nur der in sehr stadtnahen Bereichen. Mit dem Tank, der 8 kg bis 10 kg flüssigen Wasserstoff fasst, kann man ungefähr 250 km weit fahren.

VDI nachrichten: Was für ein Verbrennungsmotor wird das dann sein – ein Benziner oder ein Diesel?

Göschel: Ich denke, beide Motorentypen haben noch ein Potenzial vor sich. Wir werden beide Wege vorantreiben, den Ottomotor mit Direkteinspritzung und den Diesel.

VDI nachrichten: Fortschritt im Motorenbau bedeutet auch mehr Elektronik, mehr Software – auch mehr Fehler?

Göschel: Der Anteil von Elektrik/Elektronik und Software im Auto wird steigen, und damit steigt die Komplexität. Wir haben bei BMW seit Jahren einen eigenen Bereich, der sich um nichts anderes kümmert, als um das elektrische Bord- und Softwarenetz im Auto zu koordinieren, zu definieren und noch weiter zu verbessern. Ich denke, wir befinden uns hier in einer sehr guten Position.

VDI nachrichten: Wie weit ist die Standardisierung in dem Bereich fortgeschritten?

Göschel: Beim Thema Softwaremodule und der Definition von Schnittstellen ist es uns mit dem „Autosar“-Konsortium gelungen, die deutschen Automobilhersteller und großen Zulieferer an Bord zu bringen. Aber nicht nur das: In dem Konsortium „Automotive Open System Architecture“ sind auch GM, Ford sowie – was ganz wichtig ist – Toyota und weitere Firmen. Mit Autosar schaffen wir insgesamt weltweite Standards – und diese Standardisierung ist von entscheidender Bedeutung. Aber auch die menschlichen Fähigkeiten sind zu schulen, denn unsere eigenen Mitarbeiter brauchen auch das Wissen über Mechatronik.

VDI nachrichten: Last, not least! Was steht in der Prioritätenpyramide der technischen Entwicklung bei Ihnen ganz oben, Herr Prof. Göschel?

Göschel: Für mich ist das Managen von Energieströmen ganz entscheidend. Einmal im Hinblick auf die Anforderungen zur CO2-Reduzierung, zum anderen bei unserem Ziel „effiziente Dynamik“ – das ist der Kernbegriff für BMW und schließt die optimale Kraftstoffausnutzung ein. Der Flottenverbrauch von BMW ist seit 1990 bis 2004 um mehr als 25 % gesenkt worden. Gleichzeitig wurde die Funktionalität sowie die aktive wie passive Sicherheit des Autos erhöht. Den Weg werden wir weiter gehen, mit dem Ziel, die Zuverlässigkeit tadellos zu gestalten. CORNELIA SCHAIBLE/WOP

Von Cornelia Schaible/Wolfgang Pester
Von Cornelia Schaible/Wolfgang Pester

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