Antriebstechnik 14.11.2008, 19:38 Uhr

Vielfalt im Antriebsstrang – Elektrifizierung kommt  

VDI nachrichten, Dresden, 14. 11. 08, wop – Mit Hybrid- und Elektroantrieben will die Autoindustrie klimafreundlichere Energiequellen für den Verkehr erschließen. Letzte Woche präsentierten Hersteller und Zulieferer in Dresden ihre Antriebskonzepte. Ein Hemmnis bleiben die Energiespeicher. Entwickelt wurden neue Geschäftsmodelle, damit teure Lithium-Ionen-Batterien den Weg in den Massenmarkt finden.

„Wir schauen uns das Geschäftsmodell sehr genau an“, sagte Dr.-Ing. Wolfgang Steiger, Leiter Antriebe der Volkswagen-Konzernforschung, den VDI nachrichten. Eine Zusammenarbeit mit Better Place komme aber nicht in Frage, weil das Wechselkonzept technisch und finanziell zu aufwändig sei. Doch laut Steiger wird es intelligente Finanzierungs- und Nutzungskonzepte brauchen, um die extrem teure Lithium-Ionen-Technik in den Markt zu bringen.

„Es wird etwa zu prüfen sein, ob ein Batterie-Leasing in Frage kommt“, sagte Steiger. Wenn die Performance nachlasse und für den automobilen Einsatz nicht mehr reiche, hätten die Batterien für andere Nutzer durchaus noch Wert. So sei vorstellbar, dass Energieversorger sie dann als Speicher für regenerative Energie weiter nutzen.

Better Place will die Markteinführung lösen, indem man selbst als Eigentümer der Batterien auftritt. „Wir wollen den Endverbrauchern die Sorgen nehmen, die mit dem Technologiesprung verbunden sind, und die Kostenhürde senken“, betonte Yudan.

Während hohe Startinvestitionen in unbekannte Technik Endkunden abschrecken, sei es laut Yudan für Investoren doch normal, für einen langfristigen Payback ins Risiko zu gehen. Refinanzieren soll sich das Ganze darüber, dass Strom billiger ist als Kraftstoffe. Yudan: „Auf diesem Preisunterschied baut unsere Geschäftsidee auf“, der weiter betonte, ausschließlich regenerativen Strom einsetzen zu wollen.

Natürlich kommt es für den Geschäftserfolg auf schnelle Marktdurchdringung an – und zwar nicht nur für Better Place, sondern für alle Beteiligten einer elektrifizierten Mobilität. So gilt es, den Preis von Lithium-Ionen-Akkus durch Skaleneffekte und technologische Weiterentwicklung deutlich unter das heutige Niveau zu drücken, bei dem für 1 kWh Kapazität einer Li-Ionen-Batterie mit rund 1000 € gerechnet wird.

„Selbst wenn wir 300 €/kWh bis 350 €/kWh schaffen, kommen wir bei einer Batterie für den Smart, ungefähr 18 kWh, schnell auf 6000 €, um halbwegs akzeptable Reichweiten zu erzielen“, verdeutlichte Dr. Christian Mohrdiek, Leiter der Brennstoffzellen- und Batterieantriebsentwicklung bei Daimler. Er hält es noch lange nicht für ausgemacht, ob sich Batterien oder Brennstoffzellen durchsetzen werden. Zumal beide Varianten zusätzliche Infrastruktur brauchen.

Mohrdiek mahnte für den Übergang zur elektrischen Mobilität ein frühzeitiges Zusammenwirken von Infrastrukturpartnern, Energiebranche, Autoindustrie und Gesetzgebern an. Wegen extrem hoher Einstiegskosten brauche es außerdem Anreizprogramme.

Dass eine Markteinführung à la Better Place realisierbar ist, bezweifelt er ebenso wie Steiger aus der VW-Konzernforschung. Statt auf Wechselakkus setzen die Antriebsforscher kurz- und mittelfristig auf Plug-In-Hybride und auf Elektroautos mit Verbrennungsmotor/Generator-Einheit als Reichweitenverlängerer. Letztere hält Mohrdieck allerdings nur für bedingt tauglich, um die Kundschaft seines Hauses zufriedenzustellen: „Wenn die Batterie vor einer langen Steigung leer ist, wird ein kleiner Hilfsmotor kaum reichen.“

Eine zentrale Aufgabe wird es sein, die Komplexität der Hybride in den Griff zu bekommen, damit die Entwicklungskosten nicht explodieren. Zahlreiche Beiträge auf der Tagung drehten sich um Simulationsmodelle, um in der Konzeptphase unterschiedliche Hybridkonfigurationen durchzuspielen.

Die Ingenieurgesellschaft Auto Verkehr (IAV) hat beispielsweise einen Golf GTI so umprogrammiert, dass sich damit geplante Hybridmodelle fahren lassen, ehe es sie als Prototypen gibt. So wie Airbus das Flugverhalten neuer Jets in umprogrammierten Kleinflugzeugen simuliert, lassen sich im Golf die Fahreigenschaften der Hybride und die Funktionen virtueller Nebenaggregate erkunden. In Fahrversuchen gelang es den Ingenieuren, das Fahrverhalten eines Toyota Prius im Realverkehr exakt nachzustellen.

Über das Stadium der Simulation ist das „TwinDrive“-Konzept von VW hinaus, das Dr.-Ing. Lars Hofmann aus der Konzernforschung für Antriebskonzepte präsentierte. In einem Flottenversuch mit E.on erprobt VW 20 Golf TwinDrive mit vier unterschiedlichen Lithium-Ionen-Batterien.

Ein Golf TwinDrive mit Allradantrieb verfügt z. B. über zwei Radnabenmotoren (je 30 kW, 660 Nm) an der Hinterachse, einen 1,5-l-Turbodieselmotor (75 kW 250 Nm), gekoppelt mit dem Generator, und einen Elektromotor als Frontantrieb (30 kW 250 Nm).

VW setzt bei dem Plug-In-Hybrid, der bis 50 km rein elektrisch fahren kann, auf ein flexibles Betriebskonzept. Der Golf fährt rein elektrisch, als serieller Hybrid mit Strom vom Diesel/Generator und im gekoppelten Betrieb, in dem Diesel- und Elektromotoren gleichzeitig für Antrieb sorgen. Die jeweiligen Wechsel sind automatisiert. Zusammen leisten die Motoren max. 130 kW.

„Auf Fahrten von etwa 100 km zwischen Chemnitz und Dresden hat der Prototyp 2,5 l Diesel und 8 kWh Strom verbraucht“, so Hofmann. Umgerechnet entspricht das 94 g CO2/km. Ziel sei es jedoch, so viel wie möglich mit Strom zu fahren. Um den Bordrechner dabei zu unterstützen, gibt der Fahrer im Navigationssystem sein Fahrziel ein. Wenn er dort ankommt, soll die Batterie möglichst leer sein, damit der Golf den „Saft“ für neue Kilometer aus der Steckdose ziehen kann. P. TRECHOW

VDI Berichte 2030: „Innovative Fahrzeugantriebe 2008“, Tagung VDI-Gesellschaft Fahrzeug und Verkehrstechnik, 6./7. November in Dresden. VDI Verlag, Düsseldorf, 2008. 520 S. inkl. CD-ROM, ISBN 978-3-18-092030-6. Preis 133 €.

Von P. Trechow
Von P. Trechow

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