Zukünftige Antriebe: Vom Elektroauto bis zur Brennstoffzelle

39. Internationales Wiener Motorensymposium diskutiert Alternativen zum Verbrennungsmotor

Wien (OTS) – Höchst unterschiedliche Strategien verfolgen die Automobilhersteller, um alternative Antriebe neben herkömmlichen Verbrennungsmotoren als zukünftige Mobilitätslösungen zu etablieren. Während manche gerade neu ins Rennen ums beste Elektroauto einsteigen, bringen andere bereits Neuauflagen derartiger Mobile in den Markt. Beim diesjährigen Wiener Motorensymposium, das vom Österreichischen Verein für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) und dem Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der Technischen Universität Wien im Kongresszentrum Hofburg Wien veranstaltet wird, sorgen neueste Forschungsergebnisse und Entwicklungen für Aufsehen.

Audi: Batterie-elektrische Premiere im Zeichen der vier Ringe

Mit seinem ersten in Serie gehenden Elektroantrieb präsentierte Audi den 1000 an dem Kongress teilnehmenden Motorenexperten eine echte Premiere, das Innenleben des rein batterieelektrisch angetriebenen Audi e-tron. Herzstück des elektrischen Systems ist ein 95 kWh Hochvoltspeicher auf 400-Volt-Basis, eine Audi-Eigenentwicklung, wie Audi-Experte Dipl.-Ing. Siegfried Pint, Leiter Entwicklung Elektrifizierung Antrieb, in seinem Vortrag betonte. Die Lithium-Ionen-Batterie wird im Audi-Werk Brüssel gefertigt und sorgt für eine Reichweite von rund 500 Kilometern. Mit je einem Antrieb pro Achse verkörpert das vollelektrische Antriebssystem die Audi-Kernkompetenz schlechthin – den quattro-Antrieb – auf eine völlig neue Weise. Die elektrischen Achsantriebe werden im eigenen Motorenwerk bei Audi Hungaria gebaut. Noch heuer wird der E-Antrieb in einem neuen SUV auf die Straße kommen, wobei Audi sich auch für die Schaffung der notwendigen Lade-Infrastruktur einsetzt. Gemeinsam mit anderen Herstellern hat Audi das Joint Venture Ionity gegründet, ein Unternehmen, das innerhalb der nächsten zwei Jahre entlang der europäischen Hauptverkehrsachsen 400 Schnellladestationen errichten soll. Projektziel für die Ladedauer der Batterie: 30 Minuten für eine theoretische Reichweite von 400 Kilometern, so Dipl.-Ing. Pint.

BMW: Fünfte Generation des elektrischen Antriebs rollt an

Einen unterschiedlichen Ansatz verfolgt BMW mit seiner Elektrostrategie. Seit dem Launch des BMW i3 im November 2013 hat die BMW Group mehr als 200.000 elektrifizierte Fahrzeuge auf die Straße gebracht, davon mehr als 100.000 alleine im Jahr 2017. Gut 90.000 Käufer entschieden sich in Summe für den vollelektrischen BMW i3. Der aktuelle Anteil elektrifizierter Fahrzeuge am Gesamtabsatz der BMW Group beträgt vier Prozent. Für 2025 erwartet die BMW Group einen Verkaufsanteil elektrifizierter Fahrzeuge zwischen 15 und 25 Prozent.

Wie BMW-Experte Dipl.-Ing. Stefan Juraschek, Hauptabteilungsleiter Entwicklung Elektrische Antriebe, in seinem Vortrag erklärte, stellt die integrierte elektrische BMW-Antriebseinheit der fünften Generation einen weiteren Meilenstein dieser Strategie dar. Ab 2021 wird in Dingolfing mit dem BMW iNEXT ein weiteres vollelektrisches i-Fahrzeug mit Speicher- und Batterietechnik der fünften Generation produziert. Mit dem neuen skalierbaren E-Baukasten können ab 2021 alle BMW-Baureihen ausgestattet werden. Derzeit arbeitet die BMW Group laut Dipl.-Ing. Juraschek mit Hochdruck an einem elektrischen Antrieb für die Rennsaison der Formel E in 2019. Ähnlich wie in der Formel 1 wird die Formel E dazu beitragen, neue Materialien und Technologien auf Rennstrecken zu erproben und in die Serienfahrzeuge einfließen zu lassen, so Dipl.-Ing. Juraschek.

Parallel zum rein elektrischen Antrieb treibt BMW die weitere Elektrifizierung von herkömmlichen Antriebssystemen voran. Wie Dipl.-Ing. Christian Billig, BMW-Hauptabteilungsleiter Antrieb, in einem eigenen Vortrag erklärte, werden Plug-in-Hybrid-Antriebe (PHEV) in den kommenden Jahrzehnten bei der Elektrifizierung der Fahrzeuge eine Schlüsselrolle spielen, da Bedenken potenzieller Kunden von reinen E-Autos hinsichtlich Ladeinfrastruktur und Reichweite noch viele Jahre bestehen werden. Die Hauptaufgabe bei der Weiterentwicklung der PHEV-Antriebe sei es, größere elektrische Reichweiten und intelligentere Ladelösungen zu schaffen, so der BMW-Experte.

Toyota und Nissan: Power-Hybrid und „E-Auto für alle“

Eine neue Entwicklungsstufe des 1997 eingeführten Hybridantriebs präsentierte Koji Oshima, Project General Manager des Hybridpioniers Toyota. Das neue Multi Stage Hybrid System für den Lexus LC500h kombiniert einen 3.5-Liter V6 Saugmotor mit optimierten elektrischen Komponenten und verfügt über ein neu entwickeltes Getriebe mit mehrstufiger Untersetzung. Dieses Gesamtpaket bietet eine direkte und gleichmäßige Beschleunigung und übertrifft die vorherige Variante mit 5-Liter V8 Benzinmotor, sie erfüllt die strengsten Abgasnormen Euro 6 in Europa, SULEV30 in USA und J-SULEV in Japan, so Koji Oshima.

Nissan führte 2010 mit dem Leaf das erste globale Serien-Elektroauto mit Batterie ein, von dem 2017 bereits die zweite Generation auf den Markt kam. Beim Wiener Motorensymposium berichtete nun Masaki Toriumi, Alliance Global Director Nissan, über den neuen elektrischen Antriebsstrang e-Power, der nach dem Prinzip eines Brennstoffzellen-Antriebs funktioniert, aber statt der Brennstoffzelle einen Verbrennungsmotor zur Herstellung des notwendigen Stroms für den Antrieb des Elektromotors nutzt. Das System bietet 100-prozentiges Fahren mit Elektromotor, systembedingte Schadstoffemissionen durch den mitlaufenden Verbrennungsmotor werden dabei in Kauf genommen. E-Power soll laut Toriumi das „E-Auto für alle“ ermöglichen.

Hyundai und Mercedes-Benz: Evolution der Brennstoffzelle bringt deutliche Fortschritte

Bei Mercedes-Benz steht der nächste Technologiesprung für den Brennstoffzellenantrieb bevor, bei dem eine Bennstoffzelle aus Wasserstoff schadstofffrei elektrischen Strom für den Antrieb produziert. Nach mehr als zwölf Millionen gefahrenen Kilometern mit Kleinserien-Fahrzeugen wie dem Mercedes-Benz B-Klasse F-CELL und dem Citaro FuelCELL-Hybrid Stadtbus hat die Daimler AG zusammen mit Partnern ein neues Brennstoffzellensystem entwickelt. Rund 30 Prozent kompakter als bisher, kann es erstmals vollständig im Motorraum untergebracht werden, berichtete Prof. Dr. Christian Mohrdieck, bei Daimler als Director Fuel Cell für die Entwicklung von Brennstoffzellen verantwortlich. Der neue Antrieb kommt im Mercedes-Benz GLC F-CELL zum Einsatz. Dabei konnte die Leistungsdichte des Brennstoffzellenstapels ungefähr verdoppelt werden. Neben den Fortschritten in Sachen Volumen und Bauraumbedarf ist die Gewichtsreduktion des Brennstoffzellenaggregats um rund 25 Prozent im Vergleich zum Vorgänger-System eine weitere Errungenschaft. Zudem konnte der Platinanteil im Brennstoffzellenstapel um 90 Prozent reduziert werden, was eine deutliche Kostenreduktion bewirkt, erklärte Prof. Mohrdieck.

Die Hyundai Motor Company, die 2013 mit dem Tucson ix35 das erste Serienfahrzeug der Welt mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb herausbrachte und mittlerweile in 18 Ländern vertreibt, bringt mit dem neuen Hyundai FCEV die nunmehr bereits vierte Generation dieser Technologie an den Start. Mit deutlichen Fortschritten: Der Wirkungsgrad konnte von 55,3 auf 60 Prozent gesteigert werden, die Reichweite nahm von 415 auf 600 Kilometer zu, und die Leistung konnte um 20 Prozent auf 163 PS gesteigert werden, erklärte Hyundai-Experte Jungik Kim, PhD, in seinem Vortrag. Nach der Premiere des Wasserstoff-SUV’s in Südkorea folgen Nordamerika sowie europäische Märkte. Großes Potenzial sieht Hyundai für das umweltfreundliche Modell auch in China, betonte der Vortragende.

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