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2010 | Buch

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Strategien zur Elektrifizierung des Antriebstranges

Technologien, Märkte und Implikationen

verfasst von: Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

Verlag: Vieweg+Teubner

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Nach einer kurzen Darstellung der bisherigen grundsätzlichen Entwicklung im Bereich der Fahrzeugantriebe werden die aktuellen Herausforderungen und Treiber für Veränderungen beschrieben. Für die Schlüsseltechnologien bei Elektrofahrzeugen, wie den Elektromotor, die Steuerung und Batterien, werden die notwendigen technischen Aspekte einschließlich einer groben Dimensionierung vorgestellt. Es schließt sich eine Wirtschaftlichkeitsanalyse mit Hilfe einer ganzheitlichen Kostenbetrachtung an. Abschließend werden die Implikationen auf die Automobilindustrie im Sinne der Konsequenzen und Strategien für die Automobilhersteller, wie mögliche Kooperationsmodelle, und die Automobilzulieferer, wie neue Produkttechnologien, abgeleitet.

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Die individuelle Mobilität stellt ein Grundbedürfnis jeder modernen Gesellschaft dar. Auf dieser Basis erfuhr der automobile Sektor in der Vergangenheit stets ein kontinuierliches Wachstum. In der Gegenwart wird dieser Trend insbesondere durch die positive wirtschaftliche Entwicklung in den beiden bevölkerungsreichen Schwellenländern China und Indien weiter getragen. Ein zunehmender Wohlstand in diesen Regionen und ein in den vergangenen Jahren stets zweistelliges Wachstum der beiden Automobilmärkte bewirkten trotz rückläufiger Absatzzahlen auf den etablierten Märkten der Industrieländer eine global nach wie vor ansteigende Fahrzeugdichte.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

2. Treiber für Veränderungen

Zusammenfassung

Die Entwicklung alternativer Antriebe wird im Wesentlichen von drei Faktoren beeinflusst, die für die Unternehmen zugleich die Rahmenbedingungen bilden, Abb. 2-1. Den ersten Einflussfaktor stellt der Gesetzgeber dar, der durch die Vorgabe von Reglementierungen direkten Einfluss auf die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen der Automobilhersteller nimmt. Den zweiten wesentlichen Veränderungstreiber bildet der Kunde, der durch einen stetigen Wandel in seinem Verhalten und seinen facettenreichen Bedürfnissen ständig neue Anforderungen an das Automobil entstehen lässt. Die begrenzte Verfügbarkeit von Ressourcen bildet den dritten bedeutenden Veränderungstreiber, der die Entwicklung hin zu alternativen Antriebssystemen bestimmt.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

3. Zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstranges

Zusammenfassung

Die zuvor erläuterten Änderungen in den Rahmenbedingungen führen sowohl bei den Kunden als auch bei den Automobilherstellern und Gesetzgebern zwangsläufig zu der Erkenntnis, dass der gegenwärtige Status, also ein Antrieb der Fahrzeuge über konventionelle Otto- und Dieselmotoren, nicht zukunftsträchtig sein wird. Die Notwendigkeit eines grundlegenden Wandels in der Antriebsstrangstrategie ist von allen genannten Seiten anerkannt. Über den neu einzuschlagenden Weg bestehen jedoch unterschiedliche Meinungen. Potenzielle Lösungen müssen insbesondere das Spannungsfeld zwischen den kundenseitigen Anforderungen des Marktes und den herstellerseitigen technologischen Rahmenbedingungen überbrücken, Abb. 3-1.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

4. Schlüsseltechnologien für Elektrofahrzeuge und deren Dimensionierung

Zusammenfassung

Nachdem im vorangegangen Kapitel die zukünftige Bedeutung der batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge herausgearbeitet wurde, schließen sich in diesem Kapitel die technischen Grundlagen zum Aufbau eines solchen Fahrzeugs an. In einem ersten Schritt werden die erforderlichen Schlüsseltechnologien detailliert vorgestellt. Im zweiten Schritt werden die Anforderungen an den Antriebsstrang eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs in verschiedenen Fahrzeugklassen herausgearbeitet, aus denen abschließend Aussagen über die Dimensionierung der einzelnen Komponenten abgeleitet werden.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

5. Kostenbetrachtung der Antriebstechnologie

Zusammenfassung

Die im vorangegangenen Kapitel erläuterten technischen Aspekte lassen sich als grundlegende Voraussetzung zum Aufbau eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs auffassen. Die benötigten Technologien wie Energiespeicher, Elektromotoren sowie Steuergeräte sind aus anderen Anwendungsgebieten bereits bekannt und sie sind grundsätzlich für den Einsatz im Kraftfahrzeug geeignet. Auch die Fahrzeughersteller präsentieren besonders im Kleinwagensegment rein elektrisch betriebene Fahrzeugstudien und kündigen baldige Serienstarts an. Als Beispiele lassen sich hier der Smart ED von Daimler sowie der i-MiEV von Mitsubishi anführen, siehe Abb. 5-1.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

6. Implikationen für die Automobilindustrie

Zusammenfassung

Das Aufkommen und die weitere Verbreitung von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen bedingen Veränderungen innerhalb der Automobilindustrie. Diese beziehen sich dabei neben dem eigentlichen Antriebssystem auch auf weitere Komponenten, die aus technischen Gründen eng mit dem Verbrennungsmotor verknüpft sind. Durch diese Änderungen entstehen eine Reihe von Implikationen für die Automobilindustrie, die in diesem Kapitel genauer betrachtet werden.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

7. Zusammenfasssung

Zusammenfassung

Die beiden zentralen Treiber der Entwicklung verbesserter und alternativer Antriebskonzepte für Fahrzeuge, der steigende Kraftstoffpreis und strikter werdende legislative Anforderungen, erfahren derzeit einen großen Schub und lenken den Fokus der automobilen Entwicklung zunehmend auf alternative Antriebe. Im Gegensatz zur Ölkrise der 70er Jahre ist dieses Phänomen nicht nur als temporäre Erscheinung zu bewerten, da von einer zukünftigen Abschwächung der Treiber angesichts der allgemeinen Rohstoffverknappung und den globalen klimatischen Veränderungen nicht auszugehen ist.

Henning Wallentowitz, Arndt Freialdenhoven, Ingo Olschewski

Backmatter

Titel: Strategien zur Elektrifizierung des Antriebstranges
verfasst von: Henning Wallentowitz
Arndt Freialdenhoven
Ingo Olschewski
Copyright-Jahr: 2010
Verlag: Vieweg+Teubner
Electronic ISBN: 978-3-8348-9701-5
Print ISBN: 978-3-8348-0847-9
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-8348-9701-5

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