Viel Arbeit bis zum klimaneutralen Fahrzeug

Elektromobilität

Viel Arbeit bis zum klimaneutralen Fahrzeug

Mobilität kann nur nachhaltig sein, wenn die gesamte Energiekette betrachtet werde: von der Energieerzeugung über die Konvertierung und Speicherung bis hin zu technischen Lösungen für die verschiedensten Antriebsstränge („Well-to-Wheel“). Bild: Schaeffler
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Eine CO2-neutrale Mobilität ist das Ziel aller Kraftfahrzeughersteller. Auf dem Weg dahin steht der Automobilbranche ein bunter Strauß an Antriebsoptionen zur Verfügung. Bei der Entwicklung von maßgeschneiderten Systemlösungen für den elektrifizierten Antriebsstrang setzt Schaeffler auf Hybridtechnologien mit effizientem Verbrenner, rein elektrische Antriebe sowie auf einen umweltgerechten und nachhaltigen Blick auf die gesamte Energiekette.

Ziel und Ideallösung ist ein abgasfreies und klimaneutrales Fahrzeug, betrieben mit regenerativen Energiequellen. „So ein radikaler Umstieg erfolgt aber nicht über Nacht“, betont Professor Peter Gutzmer, Technologie-Vorstand von Schaeffler. Als Automobilzulieferer setze Schaeffler nicht nur auf High-End-Engineering im Bereich der systemischen Elektroantriebe, sondern auch auf fortschrittlichstes Knowhow bei Produkten im Bereich der Getriebesysteme und effizienten Verbrennungstechnologie. „Es geht um die weltweite Reduzierung von Emissionen und zwar jetzt. Dafür müssen wir auch den Verbrenner sauberer gestalten“, ergänzt Gutzmer und hebt hervor: „Nur in einem geschickten Zusammenspiel der verschiedenen Energiequellen und Antriebstopologien kann der Umbruch gelingen und eine Versorgungssicherheit sichergestellt werden.“

Mobilität könne nur nachhaltig sein, wenn die gesamte Energiekette betrachtet werde: von der Energieerzeugung über die Konvertierung und Speicherung bis hin zu technischen Lösungen für die verschiedensten Antriebsstränge („Well-to-Wheel“). So emittiere ein Elektrofahrzeug immer noch bis zu 65 Prozent der CO2-Menge eines vergleichbaren Fahrzeugs mit Benzinmotor, wenn man den aktuellen Strommix innerhalb der Europäischen Union zugrunde lege. Werde das Elektrofahrzeug hingegen zu 100 Prozent mit regenerativ erzeugtem Strom geladen, sinke die CO2-Emission – verglichen mit dem konventionellen Fahrzeug – auf nur noch drei Prozent. Damit wird deutlich: Nachhaltige Mobilität kann nur dann gelingen, wenn auch die Primärenergie zur Fortbewegung, die in unterschiedlichen Antriebskonzepten (BEV, FCEV, ICEV, PHEV, synthetische Kraftstoffe) mündet, regenerativ erzeugt wird.

Maßgeschneiderte Systemlösungen für den elektrifizierten Antriebsstrang

Die Weichen für das Zeitalter der elektrifizierten Antriebsarchitekturen hat Schaeffler Ende der neunziger Jahre mit Hybridprodukten im Getriebeumfeld und der begonnenen Forschungs- und Entwicklungsarbeit gestellt. Heute blickt das Unternehmen auf ein breites Elektromobilitäts-Produktportfolio. Von Hybridmodulen über die elektrische Achse bis hin zum Radnabenantrieb können Schaeffler-Produkte in Hybrid-Fahrzeugen und reinen Elektroautos integriert werden. Systeme wie die E-Clutch ermöglichen unter anderem die Funktionen Start-Stopp und Segeln beim Handschalter kombiniert mit einer Hybridisierung im Riementrieb. So lässt sich bereits heute im realen Fahrbetrieb der CO2-Ausstoß um bis zu 10 Prozent reduzieren.

Mit der elektrischen Achse hat Schaeffler eine modulare Baukastenlösung für Hybridfahrzeuge und reine Elektroautos erarbeitet. Die Bandbreite der E-Achsen fängt bei der eingängigen Übersetzung in koaxialer oder achsparalleler Bauweise an. Durch die Planetenbauweise des Differentials ist das Getriebe extrem kompakt und bietet viel Bauraum für die elektrische Maschine, die als PSM (permanenterregte Synchronmaschine) oder ASM (Asynchronmaschine) mit oder ohne Leistungselektronik ausgeführt werden kann. Die Basiskonfiguration lässt sich durch zusätzliche funktionale Elemente erweitern. So kann beispielsweise eine Parksperre integriert werden.

Perfektes Zusammenspiel aller Komponenten

Besonders bei Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen, bei denen ein dynamischer, rein elektrischer Betrieb bis 120 km/h und gleichzeitig eine hohe Endgeschwindigkeit gefordert sind, ergibt sich die Notwendigkeit eines zweiten Gangs. Durch die von Schaeffler entwickelte Zweigangachse soll sich die Querdynamik mittels eines Bauelements für Torque Vectoring verbessern lassen. Diese Funktion wird durch die Addition eines entsprechenden Getriebes und einer im Bereich von sieben Kilowatt ausgelegten E-Maschine möglich.

Die Effizienz und damit Verbrauchseinsparungen von Hybrid-Automobilen mit Antriebsarchitekturen mit elektrischer Maschine, Leistungselektronik, Batterie und ergänzendem Verbrennungsmotor hängt vom perfekten Zusammenspiel aller Komponenten ab. Hier sieht sich Schaeffler durch die jahrzehntelange System- und Komponentenexpertise den Kunden gegenüber gut aufgestellt, um einen beträchtlichen Mehrwert zu liefern. Neben dem mechanischen Aufbau der elektrischen Antriebssysteme benötigen E-Fahrzeuge eine Leistungselektronik. Auch fühlt sich Schaeffler mit bauraumoptimierten Leistungstechnologien in der Lage, elektrische Energie effizient umzuwandeln, zu steuern und ins Gesamtsystem zu integrieren. (ig)

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