Realistische Ziele statt Verunsicherung

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"Wir erleben hochinteressante, aber volatile Zeiten für den Antriebsstrang", stellte Matthias Zink, Mitglied des Vorstands der Schaeffler AG, zu Beginn seiner Keynote fest. Damit sprach er aus, womit die rund 200 Teilnehmer der 11. internationalen MTZ-Fachtagung "Der Antrieb von morgen“ tagtäglich konfrontiert sind: Die Gesetzeslage ist unsicher, neue Märkte entwickeln sich rasant und die reine Elektromobilität gilt politisch und gesellschaftlich zunehmend als der Heilsbringer. Schaeffler engagiert sich selbst stark in der Elektromobilität, unter anderem mit einem Engagement in der Formel E. 

Zink appellierte dennoch, sich die Fakten vor Augen zu führen. Anhand des Beispiels von Deutschland rechnete er vor, dass für den Antrieb der derzeit zugelassenen Fahrzeugflotte von 40 Millionen Einheiten 142,3 TWh mechanische Energie pro Jahr benötigt werden. Selbst wenn die gesamte derzeit in Deutschland regenerative erzeugte Elektrizität ausschließlich dem Verkehrssektor zur Verfügung stehen würde, wäre sie weder für den Betrieb batterieelektrischer Fahrzeuge, noch für andere Lösungen wie den Weg über Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe ausreichend. Die Umwandlungsverluste seien schlichtweg zu groß. Elektrifizierte Antriebe und effizientere Verbrennungsmotoren seien damit die erste Option.

Der Individualverkehr und damit die Fahrzeugantriebe können nur einen sinnvollen Beitrag zu den auf der UN-Konferenz in Paris vereinbarten Klimazielen leisten, wenn sie sich realistischen und schnell umsetzbaren Zielen widmen. Als Beispiele nannte er die Zylinderdeaktivierung bei Vierzylindermotoren, die Hybridisierung von Fahrzeugen mit Schaltgetriebe und den breiten Einsatz von 48-V-Modulen für Antrieb und Rekuperation. Solche Lösungen seien auch für Wachstumsmärkte wie China umsetzbar. 

An einer weltweiten Einsatzfähigkeit von möglichen technischen Lösungen ist auch Dr. Christian Landerl, Leiter Entwicklung Ottomotor bei der BMW Group, gelegen. Für ihn ist der Verbrennungsmotor noch lange eine sichere Bank, was den Antrieb von Fahrzeugen anbetrifft. Denn bis 2030 verfügen laut Prognosen 70 % aller Fahrzeuge nach wie vor über einen Verbrennungsmotor – denn die Hybridisierung erfolge zuerst. Dessen Effizienz weiter zu verbessern, ist deshalb ein großer Stellhebel.

Nicht alle Maßnahmen sind weltweit umsetzbar

"Meinungsbildner in der öffentlichen Diskussion prägen die Gesetzgebung stärker als die Grenzen der technischen Realisierbarkeit", so Landerl. In seiner Keynote "Der Ottomotor – altes Eisen oder Fit for Future" betrachtete er aktuell diskutierte Effizienztechnologien und deren Potenzial. Das Miller-Brennverfahren sei durch die Valvetronic in der Teillast einfach darstellbar und zum großen Teil bei BMW bereits umgesetzt. Die Wassereinspritzung, Magerbrennverfahren und die variable Verdichtung seien vor allem in Kombination in der Lage, erhebliche Wirkungsgradsteigerungen bei Ottomotoren zu erzielen. Insgesamt schätzt Landerl, dass deren Effizienz zwischen 10 und 12 % gesteigert werden könne. Dabei gibt er aber zu bedenken, dass nicht alle Maßnahmen global umsetzbar seien. Magerbrennverfahren böten zwar großes Potenzial, seien aber stark an die verfügbare Kraftstoffqualität gebunden und damit nur in entsprechend versorgten Regionen einsetzbar. "Das Thema Wassereinspritzung wird dagegen bald mehr Breite bekommen", schätzt Landerl. Abschließend machte er auf die Möglichkeiten des Einsatzes von 48-V-Technologien aufmerksam, wie die elektrische Aufladung oder den Riemenstartergenerator. Sie sei ein naheliegender Schritt für die weitere Effizienzsteigerung.

Wie weit das Potenzial der von seinen Vorrednern thematisierten Hybridisierungsmöglichkeiten in der Realität intelligent ausgeschöpft werden kann, schilderte Dr. Oliver Maiwald, Senior Vice President Powertrain bei Continental. Er sieht den Trend der Digitalisierung und der Vernetzung, den die Verbraucher selbst massiv vorantreiben, als Chance für mechatronische Systeme im Antriebsstrang. Wenn ein Fahrzeug vernetzt sei, lasse sich das auch für prädiktive Fahrstrategien nutzen. Eine über das Internet gewonnene Verkehrsflussanalyse biete für die Betriebssteuerung die Möglichkeit, Rekuperation ohne Kundennachteil durchzuführen, so Maiwald. Sie könne auch "Energieräuber“ aus anderen Domänen mit einbeziehen und somit den Einsatz der elektrischen Energie im Fahrzeug bestmöglich steuern. Mit einem Demonstrator-Fahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe sei durch eine prädiktive Betriebsstrategie auf einer Stadtroute mit 9,2 km Länge und mit 25 Ampeln eine reale Kraftstoff- und damit CO₂-Einsparung von 9,5 % erzielt worden. "Der Powertrain sollte der Nutznießer der neuen Technologie sein", so Maiwalds abschließendes Urteil. 

Die zweitägige Veranstaltung "Der Antrieb von morgen" im Gesellschaftshaus Palmengarten in Frankfurt am Main endet am 26. Januar. Zahlreiche Fachvorträge von Autoherstellern, Zulieferern und Ingenieursdienstleistern stellen aktuelle Anforderungen, Komponenten und Systeme sowie Steuer- und Regelungstechnik für hybride und elektrische Antriebssysteme vor.