Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie

Die Seite wird erstellt Ulrich Link
 
WEITER LESEN
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
E-Hype – und dann?
                                   ter
  Hybrid als Wegberei
                                   wie nie
  Otto und Diesel neu

Für alles gerüstet
Wie Zulieferer Schaeffler der automobilen Zukunft
entgegen sieht – und sie innovativ mitgestaltet
                                                   Ein Booklet von
                                                   SCHAEFFLER in

                                                                1
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Auftakt Fit für die Zukunft

Mobilität ist                                  Versteckte Helden
Lebensqualität                                 Oft sind es die unbeachteten, klei-     Schaeffler-Thermomanagement-
Die Zukunft des Autos ist heute                nen und dennoch hoch wirksamen          Modul über Drehschieber die Ver-
so spannend wie noch nie! Und                  Helferlein, die ein modernes Auto       teilung der Wärme zwischen Motor,
auch das Angebot für den Auto-                 zukunftsfit machen. Ein Beispiel        Getriebe und Innenraum. Motor
fahrer war noch nie größer. Un-                unter vielen ist das Thermomanage-      und Getriebe erreichen nach dem
zählige Modelle in einer Vielzahl
                                               ment-Modul. Hätten Sie’s gewusst:       schädlichen Kaltstart viel schneller
von Klassen und Kategorien, mit
unterschiedlichen Fahrleistun-                 Mehr als ein Drittel der Energie, die   als bisher ihre gewünschte Arbeits-
gen, einem kaum zu überschau-                  im Motor in Form von Kraftstoff         temperarur, ohne dass der Fahrer
enden      Ausstattungsangebot,                verbrannt wird, geht ungenutzt als      etwa im Winter auf seine wohlige
neuen Vernetzungsmöglichkei-                   Wärme in die Umgebung über – für        Wärme verzichten muss. Ein Ther-
ten. Und auch die unterm Blech                 immer verloren. Um diese Wärme-         momanager im Motorsteuergerät
verborgenen Technologien stel-                 verluste und damit den Kraftstoff-      überwacht sehr genau, ob die ver-
len Autokäufer vor die Qual der                verbrauch zu reduzieren, regelt das     schiedenen Wasserkreisläufe gerade
Wahl: Diesel, Benziner, Gas, Hy-
bidantrieb oder Elektromobil –
mit welchem Antrieb fährt mein
nächstes Auto? Und mit wel-
                                                         Gleitwunder
chem Getriebe? Mit welchen                                 Wälzlager
Technologien sinken Verbrauch
und Emissionen?                                               Wälzgelagerte
Wir stehen am Beginn eines                             Leichtbau-Ausgleichs-
neuen Automobilzeitalters, auch                        wellen bringen passi-
wenn wir wir das im Alltag noch                         ve PS durch weniger
gar nicht realisieren. Immer mehr                          Reibungsverluste
Autos sollen immer weniger ver-
brauchen und müssen resour-
censchonender werden – eine
gewaltige        Herausforderung.
Aber auch eine spannende Auf-
gabe für unsere Ingenieure.

                   Jörg Walz,
                   Leiter
                   Kommunikation
                   Schaeffler
                   Automotive

 2    |   Inhalt – Editorial
 2    |   Versteckte Helden
 4    |   Alles im Takt
 6    |   Klein ist groß
                                    Fotos: Schaeffler

 8    |   Motor im Motor
 9    |   Im Gespräch
10    |   48 vor 12
12    |   Hybrid 2.0
14    |   Rein elektrisch

2
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Durch drastische Reduzierung der innermotorischen
Reibung lassen sich über fünf Prozent Kraftstoff sparen

besser geschlossen oder geöffnet       Leichtbau-Ausgleichswellen redu-
werden. Ergebnis der Arbeit von        zieren deutlich die innermotorische
„Mister Heat“: Der Verbrennungs-       Reibung und tragen so ihrerseits
motor erreicht in kürzester Zeit       zur Senkung des Kraftstoffver-
                                       brauchs bei. Und: Darüber hinaus
     In kürzester Zeit auf
                                       minimiert diese Lagertechnik den
     Betriebstemperatur                Ölkühlungsbedarf und macht die
seine optimale Betriebstemperatur,     bislang unvermeidliche Drucköl-
Spritverbrauch und somit CO2-          schmierung überflüssig. Wälzlager
Emissionen werden um bis zu vier       in Kurbel- und Ausgleichswellen
Prozent gesenkt. Ein kleiner Bau-      sind gegenüber herkömmlichen          Ein modernes Zylinder-
stein – aber einer von vielen. Noch    Gleitlagern wahre Reibungsknauser     Rollenlager lebt lange und
ein Beispiel gefällig? Wälzgelagerte   – die Tanknadel sinkt langsamer.      kostet weniger Energie

Thermomanagement-
Modul
                                                       Motoraustritt
Drehschieber 2

                                                                Elektromotor

   Wasser-                                                      Ölkühler-
   pumpe                                                        rücklauf
                                                           Schnecken-
                                                           getriebe

                                             Drehschieber 1
              Kühlervorlauf

                                            Schlüsselwort:                   Leicht, klein,
                                            Effizienz                         reibungsarm
                                            Wenn Verbrenner zu               Leichtbau-Differenzial mit
                                            Sparmeistern werden              Stirnverzahnung: deutlich
                                            – durch Thermo-                  weniger Platzbedarf
                                            management, neue
                                            Start-Stopp-Systeme
                                            und viel bessere
                                            Lagersysteme

                                                                                                          3
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Zukunft des Verbrennungsmotors

Alles im Takt
Für die einen ein alter Ressourcenfresser, für die ande-
ren ein technisches Meisterwerk – so oder so bleibt uns
der klassische Verbrennungsmotor noch lange erhalten

Nicht wenige Autofahrer sind ver-       kleinen Baustellen, deren Verbes-
unsichert: Hat der Verbrennungs-        serungen in der Summe so viel
motor noch eine Zukunft? Werden         ausmachen. Die Verfeinerung der
die scheinbar immer knapper wer-        Einspritztechnik etwa erhöht die
denden Kraftstoffe Benzin und Die-      Energieeffizienz und reduziert den
sel bald unbezahlbar oder gar nicht     Schadstoffausstoß. Und seit Jahren
mehr verfügbar sein? Viel Raum          gibt es Anzeichen, dass der Otto-
jedenfalls für Spekulationen und        motor die positiven Eigenschaften
Panikmache. Tatsache ist: Die Her-      des Dieselantriebs erben soll und so
steller haben in den letzten Jahren     zum „Diesotto“ mutieren wird.
die Verbräuche und Emissionen sehr      Zwar verfolgt die Bundesregierung

                                                            25%
deutlich senken können. Umwelt-         das Ziel von einer
bewusstsein und immer strengere         Million reiner Elek-
EU-Vorschriften zwingen sie indes       trofahrzeuge      im
zu noch größeren Kraftanstrengun-       Jahr 2020 – doch
gen. 2015 wird die EU6-Abgasnorm        jeder ahnt längst,
                                                                    So viel Spritspar-
                                        dass das Utopie ist.         potenzial sehen
      Für den Dieselmotor               Nein, Diesel und         Motorenexperten aus
      wird es langsam eng               vor allem Otto-               heutiger Sicht.
mit strengen Stickoxid-Obergrenzen      motoren     bleiben         Speziell der Otto-
eingeführt, 2020 sollen die Flotten-    uns nach ernst zu           motor eifert dem
                                                                     Diesel in puncto
emissionen auf 95 Gramm Kohlen-         nehmenden Schät-
                                                                 Effizienz enorm nach
dioxid pro Kilometer fallen. Das sind   zungen noch min-
Werte, die heute in der Praxis nur      destens dreißig Jahre erhalten. Otto
einige Vollhybridautos unter Ideal-     vor allem deshalb, weil die Abgas-
bedingungen erreichen. Und den-         nachbehandlung des Dieselmotors
noch: Verkehrs- und Motorenexper-       in absehbarer Zeit immer kompli-
ten prophezeien dem Verbrennungs-       zierter wird und irgendwann viel-        Wenn die Nocken-
                                                                                 welle überflüssig wird
motor noch eine lange Zukunft und       leicht nicht mehr wirtschaftlich ist.
ein auch aus heutiger Sicht enormes     Gleichzeitig lernt der Benzinmotor
weiteres Sprit-Einsparpotenzial –       immer stärker das Knausern mit dem
                                                                                 Das weltweit erste voll-
von bis zu 25 Prozent.                  Sprit und bedient sich längst ehe-
                                                                                 variable Elektro-Hydraulik-
Was Downsizing bedeutet, weiß           maliger Dieseltrümpfe wie Turbo-         system: Die UniAir-Ventil-
inzwischen jedes Kind, ehemalige        aufladung und Direkteinspritzung.        steuerung von Schaeffler
Hubraum- und Zylindergiganten           Intelligente Gaswechselsteuerung,        führt zu 15 % mehr Drehmo-
verschwinden allmählich aus dem         variable Verdichtung und gar variab-     ment, bis zu 10 % weniger
Straßenbild. Zwar erscheint die         ler Hubraum lauten hier die Schlüssel-   Verbrauch und bis zu 60 %
Weiterentwicklung der Verbren-          begriffe des Verbrennungsmotors,         weniger Stickoxide (NOx)
nungsmotoren nicht eben spekta-         der seiner technischen Vollendung
kulär, vielmehr sind es die vielen      entgegenstrebt.

4
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Intelligenter Ladungswechsel
Ein Nockenwellenversteller
passt die üblicherweise star-
ren Ventilöffnungszeiten dem
Fahrzustand an. Ergebnis:
Drehmoment und Leistung
rauf, Verbrauch runter

                                    Fotos: Schaeffler

                                5
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Downsizing

Klein ist groß
Wo früher allein mit viel Hubraum Kraft erzeugt wurde, sorgen heute
komplexere Maßnahmen für Leistung und Effizienz – zum Wohle der Umwelt
Die Verkleinerung des Motor-Hub-      von Reibung und das Senken von          schaltbaren Ventiltriebselementen
raums beziehungsweise die Redu-       Widerständen im Antriebsstrang          über Nockenwellenversteller bis hin
zierung der Zylinderanzahl ist ein    eine wichtige Rolle. Hier kommen        zu UniAir, dem weltweit ersten voll-
Weg, die zunehmend strengeren         optimierte Bauteile und Oberflä-        variablen Ventiltriebsystem. Weil
CO2-Grenzwerte zu erfüllen. Dabei     chenbeschichtungen zum Zug, wie         jedoch weniger Zylinder nicht so
müssen die Autofahrer von heute       zum Beispiel Wälzlagerungen für         laufruhig arbeiten wie ein Zwölfzy-
und morgen keineswegs Verzicht        Turbolader und Ausgleichswellen.        linder, sorgen Ausgleichswellen und
üben. Im Gegenteil, denn die Mo-      Ein weiteres Schlüsselelement für       Schwingungsdämpfer – etwa ein
toren der Zukunft sind leistungs-     effizientes Downsizing ist ein va-      Zweimassenschwungrad mit Flieh-
starke Triebwerke – aufgeladen, mit   riabler Ventiltrieb. Mit ihm arbeitet   kraftpendel – für Laufruhe in Motor
Direkteinspritzung und in vielerlei   der Motor ideal angepasst auf die       und Getriebe. So werden kompakte
Hinsicht auf Effizienz getrimmt.      jeweilige Fahrsituation. Hier reicht    Triebwerke sparsam, leistungsstark
Dabei spielen die Minimierung         die Bandbreite bei Schaeffler von       und komfortabel zugleich.

    Weniger Zylinder = mehr Schwingungen

             6                  4                        1400

                                                                                                             Drehzahl in l/min
                                                         1000
    Eine reduzierte Zylinderanzahl verursacht, be-
    dingt durch die geringere Zündfrequenz, höhere
    Ungleichförmigkeiten an der Kurbelwelle. Um
                                                           600
    eine akzeptable Laufruhe zu erreichen sind neue,
    innovative Dämpfungskonzepte erforderlich                                                       Zeit in s
                                                                       akzeptabler Bereich

    Entwicklungshistorie
                                                          1931
    Mercedes Nürburg 500                                                                 Ford Taunus 20 M
    Zylinder: 8                                                                          Zylinder: 6
    Hubraum: 4918 cm3                                                                    Hubraum: 2293 cm3
    Leistung: 105 PS                                                                     Leistung: 108 PS

6
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Know-how Stufe 1
  Reibungsoptimierung durch
  Beschichtung und Wälz-
  lagerung für Turbolader

                                                   Know-how Stufe 3
                                                   Torsions- und Schwingungs-
Know-how Stufe 2                                   dämpfung durch Fliehkraft-
                                                   pendel – dies ermöglicht
Variable Ventilsteuerung von                       zugleich sogenanntes Down-
VCT über Schaltelemente bis                        speeding (Absenkung des
UniAir                                             Motordrehzahlniveaus)

             1968                                                   2010
                               Volkswagen Golf 1.2 TSI
                               Zylinder: 4
                               Hubraum: 1197 cm3
                                                                                    Fotos: Schaeffler

                               Leistung: 105 PS

                                                                                7
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Einstieg in die Hybridwelt

Motor im Motor
Der riemengetriebene Starter-Generator ist viel mehr als ein weiterentwickeltes
Start-Stopp-System. Er hat das Zeug, aus jedem Auto einen Fast-Hybrid zu machen
Starter-Generator – wieder so ein     einer Sekunde nahezu regungslos        Motor        konventionell         mit
Begriff, mit dem Nicht-Techni-        anwerfen (Starter) und beschleuni-     einem herkömmlichen Anlasser
ker nur wenig anfangen können         gen (Booster), zudem lässt sich auch   gestartet. Und das spürt und hört man
und bei erster Betrachtung nicht      noch Strom erzeugen (Generator).       eben jedesmal. Anders der Starter-
erahnen, wie viel Komfort und Zu-     Ein Alleskönner also? Sozusagen.       Generator: Da kein Ritzel beim
kunftstechnik da auf ihren Einsatz    Und vor allem viel mehr als die von    Start einspuren muss, ist dieses
warten. Zusammen mit dem Dreh-        vielen Autofahrern zwar beim           System wesentlich schneller. Star-
momentwandler sieht er aus wie        Neuwagenkauf georderte, aber mit       tergeneratoren können Emissi-
ein großer Brummkreisel. Damit        der Zeit ungeliebte Start-Stopp-       onen und Verbrauch reduzieren
lässt sich der Motor in Bruchteilen   Automatik. Bei Letzterer wird der      und zudem die Drehschwingun-

                                                                                        Der „permanent einge-
        Vom                                                                             spurte Starter“ PES
        Anlasser                                                                        garantiert kürzestmög-
                                                                                        liche Wiederstartzeiten
        zum
        Hybriden
        Den Starter-Generator zeichnet sein hoher
        Wirkungsgrad (über 80 %) aus, die Genera-
        torleistung kann über 8 kW betragen. Allein
        durch die Start-Stopp-Funktion lassen sich
        mehr als 5 % Kraftstoff sparen

                        Ein Druckspeicher spendet
                        Automatikfahrzeugen ein
                        Energieplus zum zügigen
                        Anfahren nach Motorstopp
                                                                  Raddrehzahl-                    Kupplungs-
                                                                  sensor                          sensor

8
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
gen des Motors dämpfen. Nach
dem Motorstart kann der Starter-       Im Gepräch mit Prof. Peter Gutzmer
Generator das Anfahren durch ein
zusätzliches   elektromotorisches
Drehmoment unterstützen. Dies
                                       So starten wir richtig durch
wird neudeutsch als sogenannte
Boost-Funktion bezeichnet. Und:        Wozu eigentlich Start-             gert werden? Und bedenken
                                       Stopp-Systeme, wenn                Sie: Ein so ausgerüsteter
     Das lang ersehnte                 es zum Spritsparen doch            Motor muss statt der früher
     Heinzelmännchen                   genügt, den Zündschlüssel
                                                                          üblichen 35 000 Startvorgänge
                                                                          nun bis einer Million Starts ver-
Heutige leistungsstarke Starter-       umzudrehen?                        kraften. Die Lager von Kurbel-
Generatoren können, wenn sie           Start-Stopp-Systeme haben          und Nockenwelle sowie der
in Hybridfahrzeugen eingesetzt         sich in den letzten Jahren         Bauteile im Riementrieb
werden, Energie zurückgewinnen,        rasant verbreitet, in Europa       werden jetzt ganz anders
indem sie beim Abbremsen des           verfügt fast jedes zweite Neu-     belastet. Diesen höheren
                                       fahrzeug über dieses System,       dynamischen Belastungen und
Fahrzeugs elektrische Energie in die
                                       das hilft, bis zu 4 % Kraftstoff   auch dem erhöhten Verschleiß
Fahrzeugbatterie zurückspeisen.        im Normzyklus und bis zu sage      vieler einzelner Komponen-
                                       und schreibe 15 % im realen        ten muss der Hersteller mit
                                       Stadtverkehr einzusparen.          entsprechend angepassten
                                       Aber man muss auch sagen:          Materialien, Bauteilen und
                                       Es gibt noch viele kleine          Fertigungstechniken Rechnung
                                       Optimierungsfelder.                tragen.

                                       Sind Start-Stopp-Systeme           Und welche neuen Felder
                                       nicht recht simpel in der          erschließt uns der Starter-
                                       technischen Beherrschbar-          Generator?
                                       keit?                              Die Integration einer „Boost“-
                                       Keineswegs! Die Fragen, die        Funktion, kombiniert mit der
                                       sich aufdrängen, lauten doch:      Möglichkeit des regenerativen
                                       Welche öldruckgesteuerten          Bremsens, bietet zusätzliches
                                       Funktionen – also nur bei          Einsparpotenzial. Ein kosten-
                                       laufendem Motor – können           günstiger und effektiver Ein-
                                       aufrechterhalten werden, wenn      stieg in die Hybridisierung von
                                       der Motor steht? Wo können         Kraftfahrzeugen rückt damit in
                                       träge drehende Massen verrin-      greifbare Nähe.
 Schwingungsdämpfer beim
 Wechsel zwischen Boosten
 und Energierückgewinnung
                                       Prof. Dr.-Ing. Peter
                                       Gutzmer (59) ist Mit-
                                       glied des Vorstands
                                       und Vordenker der
                                       Schaeffler AG
       Sensor für
   Neutralstellung
        (Leerlauf)
                                                                                                                  Fotos: Schaeffler

                                                                                                              9
Für alles gerüstet - E-Hype - und dann? Hybrid als Wegbereiter Otto und Diesel neu wie nie
Das 48-Volt-Bordnetz kommt

Mehr als nur 4 mal 12
Höhere Spannung, mehr Möglichkeiten: Ein neues Niedervolt-Bordnetz schafft
den Spielraum für kostengünstige Hybride und bietet weitere Komfortoptionen

48 Volt – was unter Nicht-Auto-      Assistenten in unseren modernen       ben es ja längst im erweiterten Sinn
elektrikern eher ein gelangweiltes   Autos. Sondern aus schierer Not-      mit Elektrofahrzeugen zu tun. Dort
Fragezeichen auf die Stirn wirft,    wendigkeit. Denn immer mehr           eine Sitzheizung, hier die Lenkung.
lässt Bordnetz-Insider hingegen                                            Und Hunderte anderer Bauteile.
                                          Dickere Kabel wären
mit der Zunge schnalzen. Nicht nur                                         Alles elektrisch. Und alles bisher
aus Begeisterung über die höhere
                                          sonst die Alternative            mit zwölf Volt. Nun gibt es da das
Spannung in den vielen hundert       vormals mechanische Funktionen        schon seit Schultagen verhass-
Metern Kabel und den unzähligen      werden zunehmend elektrisch aus-      te, aber unumstößliche Ohmsche
Steuergeräten und elektrischen       geführt. Tendenz: steigend. Wir ha-   Gesetz, das besagt, das Spannung

Im Winter gehen 12 Volt zu schnell in die Knie
Batterien hassen Kälte, ihre Leistungsfähigkeit sinkt.
Abhilfe schaffen ein 48V-Netz und ein ausgeklügeltes
Bordnetz-Management

10
das Produkt aus Widerstand und        plexe Fahrdynamiksysteme lassen
Stromstärke ist. Oder anders ausge-   sich dank 48 V elektromechanisch
drückt: Erhöht man die Spannung       darstellen. Doch damit nicht genug:
der Autobatterie von zwölf auf 48     Das leistungsstarke Niedervoltnetz
Volt (weil ja der Widerstand durch    bietet bereits eine Basis für hybrides
immer mehr Verbraucher steigt),       Fahren. Denn mit einer nun um-
                                      setzbaren Leistung von bis zu zwölf
     Elektromechanik                  Kilowatt lassen sich Hybrid-typi-
     ersetzt Hydraulik                sche Funktionen, wie elektrisches
lassen sich deutlich höhere Strom-    Anfahren, Boosten, Stauschieben,
stärken realisieren.                  Einparken sowie eine leistungs-
Die Elektrifizierung des Antriebs-    fähige Rekuperation realisieren.
strangs schreitet weiter voran. Und   48 ist eben mehr als nur 4x12: 48
das 48-Volt-Netz eröffnet hoch        Volt bedeuten den Einstieg in die
interessante Perspektiven auf den     Hybridwelt – und das zu deutlich
Feldern Komfort, Sicherheit und       kostengünstigeren Konditionen als
Umweltfreundlichkeit. Auch kom-       bei „echten“ Hybriden.

                                                                               Die „magische“
                                                                               Grenze von 60 Volt
                                                                               Oberhalb von 60 Volt existiert
                                                                               ein Überspannungsbereich,
                                                                               der zu Funktionseinschränkun-
                                                                               gen führen kann. 48 Volt sind
                                                                               unkritisch

                                                              Zunahme der Bedeutung des
                                                              Bordnetzes für das Automobil
                                                              Vor allem die
                                                              Bremsenergie-
                                                              Rückgewinnung
                                                              („Rekuperation“)
                                                              und Start/Stopp-
                                                              Systeme sind die
                                                              Vorantreiber der
                                                                                                                Fotos: Schaeffler

                                                              48-Volt-Technolo-
                                                              gie. 12 Volt laufen
                                                              parallel und bedie-
                                                              nen anspruchslo-
                                                              sere Verbraucher

                                                                                                           11
Hybrid-Autos auf dem Vormarsch

Hybrid 2.0
Fahrzeuge mit dem kombinierten
Verbrennungs- und Elektromotor-Antrieb
gewinnen stark an Bedeutung

Schaeffler    als   Hybridfahrzeug-   petenzen liegen – und wo nicht“,     etwa hat das Unternehmen auf Ba-
Stratege. Dann wohl auch bald als     so Chef-Entwickler Peter Gutzmer.    sis eines Opel Corsa ein Konzeptauto
Automobilhersteller? Nein, winkt      „Aber zum Thema Hybridisierung       auf die Räder gestellt, dem man sei-
da die komplette Geschäftsführung     haben wir als Systempartner der      ne inneren Werte von außen nicht
energisch ab, das gehe dann doch zu   Autoindustrie tatsächlich etwas zu   ansieht. Ein kompakter klassischer
weit. „Wir wissen, wo unsere Kom-     sagen.“ Mit dem Schaeffler Hybrid    Benzinmotor dient dem Schaeffler

Der serielle Hybrid                                                        Der Parallel-Hybrid

                                           Der Verbrenner läuft
                                            nur gelegentlich an,
                                                   um Strom zu
               Radnabenmotoren                      produzieren                                Radnabenmotoren

                        Batterie                                                                        Batterie

                            E-Generator

 90%
  Keine Verbin-
                                                            E-Maschine
                                                                            40%
                                                                              Der Verbren-
 dung zwischen                                                                 nungsmotor
 Verbrenner und                                                               leistet immer
  E-Motor: Die                                                               noch den „Lö-
 Hybridisierung                                                              wenanteil“ der
 ist mit 90% am                                                              Antriebsarbeit
 weitesten fort-                                                             – flankiert von
   geschritten.                                                              einem E-Helfer

Beim seriellen Hybrid dient der Verbrennungsmotor in Verbindung            Beim Parallel-Hybrid arbeitet ein
mit einem Generator ausschließlich als Batterielader für den Elekt-        Elektromotor parallel und damit
romotor und kann das Fahrzeug nicht selbst antreiben. Der serielle         „gleichberechtigt“ zum Verbren-
Hybrid kommt dem reinen Elektroauto also schon sehr nah.                   nungsmotor. Die Batterie dient

12
Hybrid als Range Extender, also als    Volt, 400 Ampere), lässt sich dabei   tigung, vielmehr dient er uns als Ide-
Reichweitenverlängerer auf Abruf       auf dreierlei Weisen aufladen: über   enauto. Wir wollen zeigen, dass wir
– oder auch als alleiniger Antrieb.    Rekuperation (also über die Ener-     das Thema Mobilität ganzheitlich er-
Ein zentraler Elektromotor an der      gierückgewinnung beim Bremsen         fassen und innovative Produkte für
Vorderachse sowie zwei Radnaben-       und im Schiebebetrieb), über den      das Thema E-Mobilität im Portfolio
motoren an der Hinterachse treiben     erwähnten Range-Extender sowie        führen.“ Die Hybridisierung bis hin
die Hybrid-Studie dreifach mit je 50                                         zum Vollhybrid sehen inzwischen
kW (58 PS) an. Damit lassen sich
                                            Kein Serien-, sondern            alle Autohersteller als ideales Mittel,
verschiedene Konstellationen – wie          ein Ideen-Auto                   um die Effizienz ihrer Fahrzeuge zu
der Betrieb als Parallel-Hybrid und    als Plug-In-Hybrid, bei der von au-   erhöhen. Weil schon 2016 der durch-
serieller Hybrid sowie rein elektri-   ßen via Stromkabel geladen wird.      schnittliche erlaubte CO2-Ausstoß
sches Fahren – darstellen und re-      „Die realitätsnahe Erprobung spielt   von Neufahrzeugen drastisch auf 95
alistisch vergleichen. Der Energie-    für uns die maßgebliche Rolle“, so    Gramm je Kilometer reduziert wird,
speicher, eine 16 Kilowattstunden      Gutzmer. „Der Schaeffler Hybrid hat   rücken Hybridfahrzeuge immer mehr
starke Litium-Ionen-Batterie (400      keinen Anspruch auf eine Serienfer-   ins breite Interesse.

                                       Der Micro-Hybrid
                                                                                              10%
                                                                                              Der Verbrenner
       Verbrenungsmotor                                                                       wird von der E-
      und E-Motor wirken                                                                      Maschine nicht
      gemeinsam auf den                                                                        direkt unter-
           Antriebsstrang                                 Radnabenmotoren                      stützt, durch
                                                                                               Rekuperation
                                                                                               dennoch 10%
                                                                                              Hybridisierung

                                                                   Batterie             Verbrennungsmotor
  Verbrennungsmotor

                                       Die E-Maschine
                                       kann nicht zum
                                       Antrieb genutzt                                                  E-Maschine
                  E-Maschine           werden

                                                              Unter Micro-Hybrid versteht man Fahrzeu-
                                                                                                                       Fotos: Schaeffler

                                                              ge „nur“ mit einem Starter-Generator. Die
als Energiespeicher für den                                   kleine Elektromaschine ersetzt Anlasser und
E-Motor, welcher wiederum als                                 Lichtmaschine. Das System ist aber auch in der
„Booster“ den Benzin- oder                                    Lage, Bremsenergie zurückzuspeichern und so
Dieselmotor unterstützt.                                      elektrisch Kraftstoff zu sparen.

                                                                                                                13
Auf dem Weg zum unabhängigen E-Mobil

Rein elektrisch
Der Traum vom rein elektrischen Fahren stockt zwar, ist aber keineswegs ausge-
träumt. Im Gegenteil: Intelligente Produkte und neue Ansätze bereiten den Weg

Zugegeben, die helle Begeisterung      sche Idee. Erdöl wird immer knap-        nenten bis zum Radnaben-Antrieb.“
für den Elektroantrieb ist einer ge-   per, der Kraftstoff nie wieder wirk-     Auf letzteren im Schaeffler Ford
wissen Ernüchterung gewichen. Die      lich günstig. Doch der Wechsel zur       Fiesta eWheelDrive ist Gutzmer be-
Aussicht, mit billigem Strom und       Technik des E-Autos ist ein riesiger     sonders stolz: „Antriebsmotor, Leis-
zuverlässiger, kraftvoller E-Technik   Sprung, der die Automobilindustrie       tungselektronik, Kühlung, Bremse
zu fahren, war auch zu verlockend.     komplett auf den Kopf stellt.“ Selbst    und Steuerung – alles sitzt kompakt
Ist sie noch immer, wenn da nicht      Hybrid-Pionier Toyota hat kürzlich       mit je sechzehn Litern Bauvolumen
das alles entscheidende Problem        davor gewarnt, zu früh zu viel zu        in den beiden hinteren Radhäu-
                                       erwarten. Schaeffler sieht im Elek-      sern.“ Für in der Stadt genutzte
     Range-Extender als
                                       troauto mit eingebautem Range-           Elektrofahrzeuge, wie sie in Bal-
     attraktive Brücke                 Extender     (ein    konventioneller     lungsräumen obligatorisch werden
mit der knappen Reichweite wäre.       kleiner Verbrennungsmotor, der die       können – und in chinesischen Me-
Faustformel: Nach höchstens 150        Batterie nachlädt) eine sehr attrak-     tropolen schon sind –, schafft der
Kilometern ist Schluss. Und dann?      tive Übergangslösung.                    Radnabenantrieb ungekannte Rau-
Tatsache ist: Der ausschließlich       „Bis die Batterietechnik so weit ist“,   mökonomie. Herkömmlicher Motor
batterieunterstützte     Elektroan-    so Gutzmer, „gilt es, eine perfekte      und Getriebe sind verschwunden. In
trieb benötigt noch deutlich mehr      E-Peripherie anbieten zu können.
                                                                                     „So hat Autobauen
Zeit, um die Straße nachhaltig zu      Immer mehr Aggregate, die bisher
erobern. In seinem Systemhaus          mechanisch ihren Dienst verrichtet            einmal angefangen“
eMobilität beschäftigt sich der        haben, lassen sich rein elektrisch       der Fahrzeugplattform bleibt damit
Zulieferer Schaeffler intensiv mit     oder kombiniert mit mechanischen         der maximale Platz für Passagiere
Elektromobilität und der damit ver-    oder hydraulischen Bauteilen viel        und Gepäck. Und darauf können
knüpften Infrastruktur.                präziser und intelligenter darstellen.   die Fahrzeughersteller ganz neue
Schaeffler-Entwicklungsvorstand        Das reicht vom eDifferenzial über        unterschiedliche Karosserien reali-
Peter Gutzmer spricht Klartext:        Nockenwellenverstellung, Trenn-          sieren. „Das ist so, wie das Auto-
„Das Elektroauto ist eine fantasti-    kupplung und viele andere Kompo-         bauen einmal angefangen hat.“

Kleines Auto mit jetzt viel mehr Platz
Die Energie für die beiden E-Radnabenmoto-
ren des heckgetriebenen Ford Fiesta liefert
ein Lithium-Ionen-Paket unter der Fronthaube.
Und dank Torque Vectoring, einer radse-
lektiven Drehmomentverteilung,
besticht das Fahrzeug mit
beeindruckender
Fahrdynamik

14
E-Differenzial – der
                                          Allradantrieb 2.0

                                          Das eDifferenzial ist ein
                                          innovatives Bestandteil für
                                          moderne Allrad-Fahrzeuge

                                          Einsatz an Vorder- oder Hin-
                                          terachse von Hybrid-Autos

         Parken in der
         kleinsten Lücke
         Alles, was für Vortrieb, Brem-
         sen und Sicherheit gebraucht
         wird, ist im Rad unterge-
         bracht. Dank der Möglich-
         keit, das Rad um 90 Grad
         einzuschlagen, ist Ein- und
         Ausparken selbst in kleinsten
         Parklücken möglich

Der Motorraum
wandert in die Felge
Im Doppel liefert der
flüssigkeitsgekühlte Rad-
nabenantrieb 110 PS und
                                                                              Fotos: Schaeffler

700 Nm Drehmoment.
Das kompakte System
findet in einer serien-
mäßigen Felge Platz

                                                                         15
Technik
    die bewegt
    Weniger Verbrauch – geringere Emissionen – mehr Dynamik.
    Als langjähriger Engineering-Partner der Automobilindustrie haben
    wir gelernt, auch scheinbar gegensätzliche Trends zu vereinen.
    Unter den Marken INA, FAG und LuK entwickeln und produzieren wir
    Präzisionselemente und Systeme für Motor, Getriebe und Fahrwerk.
    Dazu zählen Produkte für variable Ventiltriebe und Nockenwellen-
    verstellsysteme, Komponenten für Doppelkupplungsgetriebe und
    Hybridantriebe sowie reibungsreduzierte Radlager.
    Technik, die bewegt.
    Für eine dynamische und lebenswerte Welt von morgen.

    www.schaeffler-gruppe.de
Sie können auch lesen