Die Elektromobilität nagt heftig am Verbrenner-Geschäft

Der Wiener Motorenkongress war schon immer ein Spiegelbild der aktuellen Entwicklungen im Bereich der Kfz-Antriebstechnik, und bereits in der Eröffnungs-Session zeigte sich, wo die Entwicklung hingeht: Zwei der vier Eröffnungs-Keynotes drehten sich praktisch ausschließlich um Elektromobilität, und so ging es weiter. Bei den Folgevorträgen im großen Festsaal während des ersten Tages beschäftigten sich sieben Vorträge mit BEVs und drei Vorträge mit Hybriden. So weit die Statistik.

Elektromobilität wird für Nutzfahrzeuge zum Geschäftsmodell

Dass sich Elektromobilität in kommerzieller Hinsicht lohnt, untermauerte Niklas Klingenberg (Traton) sehr deutlich: Traton (Handelsmarken: MAN, Scania und VW Nutzfahrzeuge) setze die Mehrheit seiner Entwicklungsinvestitionen im Bereich BEVs ein, aber auf Grund des Baukastenkonzepts sei das Unternehmen in puncto Antrieb flexibel. „Wir haben entschieden, nicht zu viel in die Wasserstofftechnologie zu investieren.“ Weil die TCO (Gesamtkosten) für den Kunden so hoch seien, setzt Traton trotz hochgradig geförderten H₂-Forschungsprojekten weder auf Brennstoffzellen, noch auf Wasserstoff-Verbrennungsmotoren. „Gleichzeitig stellen wir sicher, dass wir stark in die Zukunft der BEVs investieren.“ Wichtig ist für Klingenberg eine ganzheitliche Betrachtung des Fahrzeugs inklusive Aspekten wie Aerodynamik, und außerdem ruft er zu mehr Kooperation zwischen europäischen Unternehmen auf.

SiC-Halbleiter steigern die Effizienz elektrischer Antriebe

„Die Elektrifizierung sichert das Überleben eines OEMs, während künstliche Intelligenz die Zukunft formt“, stellte Ruiping Wang von Geely Auto in ihrer Keynote während der Eröffnungs-Session fest. Reine Hardware-Innovationen reichten nicht länger aus, um die „Revolution des Gesamtsystems“ voranzubringen, und Halbleitertechnologie „ist wirklich der Schlüssel für diese Innovation“. Obwohl sowohl Ruiping Wang von Geely Auto als auch Donghee Han von Hyundai in ihren Vorträgen während der Eröffnungs-Session auch über ihre Verbrenner- und Hybridlösungen sprachen, war sich Ruiping Wang sicher, dass zum einen die „tiefgreifende Elektrifizierung der Automobilindustrie-Kette“ stark vorangetrieben wird und dass der übergreifende Trend in Richtung Entwicklung von NEVs (New Energy Vehicles) „unverkennbar“ ist.

Die Bedeutung der Halbleiter zeigt sich auch darin, dass viele Vorträge explizit auf die Halbleiterlösungen eingingen. Donghee Han (Hyundai) berichtete von einer Topologie mit zwei Invertern: einer auf Basis von SiC für den Normalbetrieb sowie ein zusätzlicher Inverter auf reiner Si-Basis, der für den Hochleistungsbetrieb zugeschaltet wird. Nico Gerhard (Volkswagen) betonte, dass beim MEB+ für das A0-Segment, zum Beispiel für den ID.Polo oder den Cupra Laval, ein bei VW entwickelter Inverter auf SiC-Bais zum Einsatz kommt.

Auch Porsche und Toyota setzen auf SiC, aber im Rahmen der Senkung der Verluste an der Frontachse um 40 % bei Toyota war der Wechsel von Si auf SiC nur eine Teilmaßnahme. Auch der Aufbau des Inverters selbst, ein Design mit geringen (Streu-)Induktivitäten (ermöglicht schnelleres Schalten), geringere Wirbelströme im Motor durch Segmentierung, präziser gefräste Zahnräder mit „Super Finishing“, Kugellager statt Rollenlager und vieles mehr leisteten ihren Beitrag zur Erhöhung des Wirkungsgrads beim E-Antrieb. Apropos Wirbelströme: Im Motor des ID.Polo kommen mittlerweile 0,2 mm dünne Elektrobleche zum Einsatz.

Auswahl der richtigen Stromsensoren für die Motorsteuerung

Stromsensoren sind die Messbasis der BEV-Motorsteuerung: DC-Link stabilisieren, Phasenströme regeln, Rotorerregung präzise ansteuern. Miniaturisierung, Powermodul-Integration und kernlose Designs verschieben dabei die technischen Spielregeln.

Charles Flatot-Le Bohec

Zudem gab es zahlreiche Innovationen in den Bereich Batterien, Ladestrategien, Vorkonditionierung der Batterie etc. So will Porsche zum Beispiel beim Laden bis an die 400-kW-Grenze gehen, während Mercedes sogar von 270 bis 430 kW Ladeleistung berichtete. Außerdem sprachen viele Referenten auch Themen wie Gleichteile (VW berichtet beispielsweise von einem Gleichteilanteil von 97 % über alle Leistungsklassen im Motors des A0-Segments), Kühlung, ganzheitlicher Ansatz und Nachhaltigkeit sowie teils auch Recycling an.

Warum Hybridantriebe wieder stärker in den Fokus rücken

Der langjährige Tagungsleiter Prof. Bernhard Geringer konstatierte „der Hybrid feiert ein extremes Auferstehen“, wobei er auch auf die größere Anzahl von Vorträgen über diese Technologie anspielte. In einer mit „Hochleistungs-Hybridantriebe“ titulierten Session ging es in einzelnen Vorträgen um den V8 M177 Evo von Mercedes-Benz, den hybridisierten Sechszylinder-Boxermotor des neuen Porsche 911 Turbo S, einen V12-Hybrid-Antriebsstrang von Mahle und den Biturbo-V8-Motor von Lamborghini, die allesamt nicht gerade in Millionen-Stückzahlen auf den Straßen der Welt unterwegs sein dürften, aber so manchem Petrolhead förmlich Freudentränen in die Augen treiben.

Thermomanagement sichert Effizienz im E-Fahrzeug

Steigende Komplexität, vernetzte Systeme, gesetzliche Vorgaben: Thermomanagement in elektrifizierten Fahrzeugen wird zum Schlüsselthema – und zur potenziellen Schwachstelle, wenn Validierung, Diagnosen und reale Tests nicht gesamtheitlich gedacht werden.

BEV-Marktanteile sollen bis 2035 deutlich steigen

„Ich glaube, dass langfristig die Zukunft elektrisch sein wird“, konstatierte Matthias Zink, der sowohl als Vertreter der CLEPA als auch in seiner Funktion als CEO der Sparte Powertrain und Chassis von Schaeffler in der Abschluss-Sektion sprach. „Der Weg dorthin ist nicht einfach, aber er muss zielorientiert sein.“ Gleichzeitig beruhigte er die Organisatoren der Konferenz: „Es darf auch weiterhin Motorenkongress heißen, auch wenn es in Zukunft elektrisch sein wird.“ Dabei sieht er für 2030 weltweit einen Marktanteil der Auslieferungen von 30 % EVs, 40 % HEVs und 30 % reine Verbrenner-Fahrzeuge. Frank Blome von PowerCo, dem hauseigenen Batteriehersteller des Volkswagen-Konzerns sieht die Entwicklung der E-Mobilität im Abschlussvortrag jedoch viel stärker. 2030 sollen die BEVs in Europa, China und den USA jeweils Marktanteile von 64 %, 54 % und 26 % haben, 2035 gar 93 %, 78 % und 58 %. (na)