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cti01141Veranstaltungsbericht

Der Einzug der Elektromobilität dauert noch und kommt in kleinen Schritten. In der noch unbestimmten Übergangsphase zur Elektromobilität müssen die konventionellen Antriebe sowie deren Hybridvarianten weiterentwickelt und optimiert werden. Dabei wird das Getriebe weiterhin eine zentrale Rolle übernehmen. – Das war eine Botschaft des CTI Symposiums Fahrzeuggetriebe, HEV- und EV-Antriebe. Zudem haben die Entwicklungen rund um das CVT-Getriebe eine hohe Aufmerksamkeit hervorgerufen. Aber auch das Thema der funktionalen Sicherheit und die Diskussion über die Obergrenze der Gangzahl diskutierten die etwa 1100 Teilnehmer vom 3. bis 4. Dezember 2013 in Berlin.



Prof. Dr. Ferit Küçükay begrüßte die Teilnehmer des 12. CTI Symposiums Fahrzeuggetriebe, HEV- und EV-Antriebe in einer „Atmosphäre der positiven Trends in der Automobilwirtschaft“ und sparte nicht mit Superlativen: Die Automobilindustrie produziere und verkaufe global gesehen mehr Fahrzeuge als je zuvor. Selbst der Absatz auf dem seit vielen Jahren sinkenden europäischen Markt erhole sich wieder. Zudem werde in die Forschung und Entwicklung der Automobilindustrie so viel wie noch nie investiert. Die Automobilfirmen bereiten sich auf die verschärften Umweltanforderungen vor und haben auf der IAA noch nie so viele Fahrzeuge mit Hybrid- und Elektroantrieb vorgestellt wie 2013. Laut Prof. Küçükay bestünden aber noch viele Unsicherheiten darüber, wann der Elektromobilität der Durchbruch gelingt.

Dr. Herbert Demel, Special Advisor des CEO und der Geschäftsleitung von Magna sieht die globale Volumenentwicklung an Fahrzeugen in den gesättigten Märkten wie Europa und NAFTA als stagnierend an. Damit werde die Bedeutung der Märkte nachlassen und im Jahre 2027 nur noch ein Viertel des Weltmarktes einnehmen. Hingegen werden Asien dann auf 57 Prozent und der Rest der Welt auf 20 Prozent kommen.

Grün, sauber und vernetzt in die Zukunft

Dass wir „unsere Hausaufgaben bereits gemacht haben“, berichtet Dr. Ulrich Eichhorn, Geschäftsführer Technik und Umwelt beim VDA, „denn wir haben in den letzten Jahren den CO2-Ausstoß bereits um 40 Prozent gesenkt, und die Schadstoffe um 96 Prozent reduziert. Fast alle bisherigen CO2-Einsparungen wurden durch Optimierungen in der klassischen Fahrzeugtechnik erreicht: durch Leichtbau, Verbesserungen im Antrieb, Effizienzverbesserung des Motors oder Roll- und Luftwiderstandsreduzierung. „Es ist noch nicht so lange her, da hatte ein Verbrennungsmotor acht Zylinder und vier Gänge, heute ist es umgekehrt.“

Ein anderer Trend ist das vernetzte Fahrzeug mit zahlreichen Neuerungen wie Hinderniswarnung, Ampelassistent, streckenbezogene Wetterwarnung, elektronisches Bremslicht, die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation oder Location-Place-Services. Das fahrerlose Fahren eröffnet schließlich ganz neue Möglichkeiten: „Wenn ich früh aus dem Hotel komme, ist mein Fahrzeug schon da“, scherzt Dr. Eichhorn. Auch Prof. Küçükay sieht in den Techniken zu voraus schauenden Fahrzeugen mit der sogenannten Car-to-X-Kommunikation und Fahrerassistenzsystemen, bis hin zum verstärkt im Fokus stehendem autonomen Fahren weitere Potenziale zur Kraftstoff- und CO2-Reduzierung.

Fahrspaß für den anspruchsvollen Kunden

Vortrag Dr. Carsten Breitfeld, Leiter Baureihe i8, BMW Group, München

„Eine Revolution ist gefragt und nicht länger die Evolution“, sagt Carsten Breitfeld, Leiter Baureihe i8, BMW, und meint damit den „fortschrittlichsten Sportwagen der Welt“ BMW i8. Er habe alle Gene, die ein Sportwagen braucht wie Performance, Fahrfreude, kompromisslose Fahrdynamik und nachhaltiges Fahren. „Um einen Sportwagen mit wenig Verbrauch und emissionsloser Fahrweise zu bauen, reicht es nicht aus, den Verbrennungsantrieb durch einen Elektroantrieb zu ersetzen, sondern man muss völlig neue Wege gehen“, so Breitfeld. Also hat die bayerische Premiumwagenschmiede eine ganz neue Architektur, das sogenannte Live Drive Concept. Dieses besteht aus zwei voneinander unabhängigen Einheiten: dem Life-Modul, der Fahrgastzelle aus Carbon, und dem Drive-Modul mit Fahrwerks- und Antriebskomponenten sowie der HV-Batterie. Durch die sichere Unterbringung aller Antriebskomponenten im unteren Modul haben die Passagiere mehr Platz, weil kein Mitteltunnel den Innenraum teilt. Die Life Drive Architektur gleicht darüber hinaus nicht nur das Gewicht der HV-Batterie aus, sondern senkt auch den Schwerpunkt des Autos.

Takashi Hata wies mehrfach auf die großen Entwicklungserfolge bei seinem Getriebekonzept hin: „Unsere CVT-Getriebe bieten heute die geforderten Optionen Fahrspaß und Effizienz“. Für BMW-Manager Breitfeld allerdings kommt ein CVT für den BMW „ganz sicher nicht in Frage“ und Dr. Demel gab zu bedenken, dass die Premiumwelt, in der man sich in Deutschland befinde, nur fünf Prozent des Volumens der weltweiten Automobilindustrie einnehme und damit global nur eine kleine Rolle spielt.

Elektromobilität in kleinen Schritten

Vortrag Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemische Energieumwandlung und Speichersystemtechnik, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, RWTH Aachen

Überraschend war es, wie viel Raum das Thema Elektrifizierung auf dem Symposium einnahm: Gleich mehrere Referenten betonten, dass die Elektromobilität zwar komme, aber nur in kleinen Schritten Einzug halten könne. Als größte Herausforderungen wurden die Batterien, die damit eingeschränkte Reichweite, aber auch die Entwicklung der Infrastruktur genannt.

Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemische Energieumwandlung und Speichersystemtechnik, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, RWTH Aachen, informierte die Teilnehmer über den aktuellen Stand in der Batterietechnik: „Es läuft auf die Lithium-Ionen-Batterien hinaus, alle anderen Technologien spielen nur noch eine untergeordnete Rolle“, sagte er. Allerdings hält er einen Einsatz der Lithium-Luft- oder Lithium-Schwefel-Batterie mit ihren höheren Leistungsdichten nach 2020 für möglich. Die große, immer noch wachsende Zahl von Batterie-Herstellern am Markt führe jetzt schon zu erheblichen Kostenreduktionen. Den aktuellen Leistungsstand bei den Batterien gibt er mit 140 bis 170 Wh/kg für 100 km Reichweite bei einem Gewicht von 100 bis 150 kg an. „Wir werden bei den Lithium-Ionen-Batterien keine Explosion der Energiedichten sehen, hier gibt es physikalische Grenzen“. Die Steigerung der Leistungsdichte sieht Sauer bei realistischen drei bis vier Prozent pro Jahr. Die zentrale Herausforderung ist es, das Altern der Batterien noch besser zu verstehen. Er appellierte, der Batterieentwicklung noch ein bisschen Zeit zu geben.

Aus Dr. Eichhorns Sicht ist die Elektromobilität auf der IAA und bei den Händlern angekommen, jetzt müsse sie nur noch das Interesse die Kunden erreichen. Ob das Ziel, bis 2020 eine Million Elektroautos auf die Straße zu bringen, realistisch ist, könne aus seiner Sicht heute niemand sagen. Auch Dr. Demel beschreibt den Weg zur Elektrifizierung von Autos als eine lange Reise und nicht so schnell realisierbar, wie die meisten glauben.

Getriebekonzepte so vielseitig wie nie

Laut Prof. Küçükay würde ein Nebeneinander verschiedener Konzepte künftig stärker denn je zur Getriebe- und Antriebslandschaft gehören. Die Antriebsbranche befinde sich in einem durchgreifenden Wandel, geprägt von vielen Trends wie dem Streben nach hohem Wirkungsgrad, hoher Übersetzungsspreizung, niedriger Ölviskosität, bedarfsorientierter intelligenter Aktorik oder hoher Anfahrdynamik – das alles bei gutem Komfort und hoher Gangzahl, wobei hier eine Obergrenze erreicht zu sein scheint. „Die Steigerung der Fahrbarkeit und Effizienz durch die Wahl der richtigen Getriebeübersetzung und Betriebsstrategie stehen im Fokus“, so der Chairman der Veranstaltung.

Für Magna-Berater Demel ist klar, dass es ‚das Weltauto‘ im Volumensegment nicht gibt. Europäer und Amerikaner kaufen ihre Autos für durchschnittlich 30.000 US-Dollar, während in China und Indien im Schnitt 17.000 bzw. 10.000 US-Dollar bezahlt werden. Das erkläre seiner Ansicht nach folgendes: Die technischen Lösungen fallen in den jeweiligen Ländern sehr unterschiedlich aus. Zudem werde sich ein gewisses Mindestmaß der Elektrifizierung von Autos wie durch Start/Stopp-Technologie bis 2020 nicht zu 100 sondern nur zu 50 Prozent durchsetzen. So werden die manuellen Getriebe auch noch im Jahr 2019 mit über 50 Prozent dominieren. Auch wenn Dr. Demel die vier Gänge von Dr. Robert Fischer, AVL List-Geschäftsführer, noch „in weiter Ferne “ sieht, bestätigt er grundsätzlich die Richtung dieser Annahme. Er sieht zudem – wie einige andere Referenten auch – ein großes Potenzial darin, die Getriebeherstellung langsam an die Zulieferer zu überführen. Kurz zusammengefasst erklärt der Vollblutautomobilist: „Die EVT wachsen langsam, die AT werden rückläufig sein, die CVT wachsen massiv weiter, die DCT gehen zurück, die AMT werden über die Elektrifizierung richtig salonfähig und sind dabei, ihre Schwächen in der Schaltqualität abzulegen und die MT bleiben auf dem aktuellen Niveau.

CVT Getriebe in Japan auf dem Vormarsch

Eine Themen-Überraschung lieferte das Interesse auf die Vortragsinhalte zu den CVT-Getrieben. Diese erfreuen sich derzeit eines steigenden Interesses in Asien, insbesondere in Japan und den USA. Takashi Hata sagte zum Fortschritt in dieser traditionellen Getriebeanwendung: „Die CVT-Technik ist eine flexible Technologie, man findet hier immer eine Lösung, vor allem vor dem Hintergrund, dass sich die Menschen weltweit an die Vielfalt der Verkehrssituationen vom Land bis in die Megacities anpassen müssen.“

Für Coen Rooijmans, Senior Vice President bei der niederländischen Bosch Transmission Technology, ist das CVT Getriebe mit 20 Prozent des automatischen Getriebemarktes das beliebteste Getriebe. In den kommenden Jahren werde dieser Wert noch auf 25 Prozent anwachsen. Bei den leichten bis mittelschweren Fahrzeugen sei die Kraftstoffeinsparung hervorragend. Gleichzeitig sei das CVT-Getriebe für Hybridsysteme eine attraktive Lösung, denn es biete eine gute Fahrbarkeit und Kraftstoffeinsparung.

Diskussion über gesetzliche Vorgaben und Getriebekonzepte

cti01142Herausforderung CO2 – Wie können die künftigen Ziele erreicht werden? Diesem Thema nahm sich die Podiumsdiskussion an, welche die Teilnehmer per TED-Umfrage mitgestalten konnten. . Bei der Frage: „Auf welche gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich des CO2-Grenzwertes werden sich Ihrer Meinung nach die Automobilhersteller in den relevanten Märkten für das Jahr 2030 einstellen müssen?“ entschieden sich zwei Drittel der Teilnehmer für 75 bzw. 50 g CO2/km. Podiumsteilnehmer Carsten Breitfeld wäre entspannt, wenn das eintreffen würde, befürchtet aber bis 2030 deutlich schärfere Grenzwerte, in bestimmten lokalen Bereichen sogar bei null Emission liegend. Jörg Gotendorst, CEO der Business Unit „Inside e-Car“ der Siemens AG, stimmte Mihi Kotecha, CEO der Getrag Corporate Group zu, dass es unterschiedliche Zielsetzungen geben werde, abhängig von der Region, in der die Menschen leben. Beispielsweise werde man in den Ballungszentren ganz sicher emissionsfrei fahren müssen. Andererseits dürfe man nicht den Netzbedarf vergessen, den vor allem Megacities bewältigen müssten, wenn alle nur noch elektrisch fahren. Rolf Najork, Chief Operating Officer, Heraeus Holding GmbH vormals Leiter Geschäftsbereich E-Mobility, Mechatronik und R&D Getriebe und Mitglied der Geschäftsleitung Automotive bei der Schaeffler Technologies AG & Co KG, Herzogenaurach, gibt zu bedenken, dass es da ja noch den Kunden gibt, der all die Neuentwicklungen in Richtung CO2-Einsparung auch kaufen muss. Denn vor dem Hintergrund der Abgasgesetzgebung müsse immer mehr Technologie ins Auto eingebaut werden, die den Kunden nicht unbedingt mehr Benefit brächten. MT, AMT, DKG, AT, CVT: 44 Prozent der Teilnehmer stimmten für das Doppelkupplungsgetriebe (DKG) auf die Frage, welches Getriebekonzept am meisten zur Effizienzsteigerung des konventionellen Antriebs bis 2030 beisteuern könnte. Mihi Kotecha freute sich über das Ergebnis, gab aber hinsichtlich CVT-Technologie, für die sich 17 Prozent aller Teilnehmer entschieden, folgendes zu bedenken: „Wir fangen gerade erst an zu lernen und die CVT Getriebe eröffnen uns unglaubliche Möglichkeiten.“ Dabei sei diese Technik so einfach, erwiderte Takashi Hata. Laut Dr. Fischer „macht Jatco mit seinem CVT anderen Getriebeherstellern sehr viel Druck“. Fischer sieht das Getriebekonzept 2030 in Abhängigkeit von den in Zukunft eingesetzten Motoren, wobei man bei Motoren mit sehr engen Verbrauchskennfeldern „mit dem CVT sehr viel herausholen kann, was sonst nur mit sehr feingestuften Getrieben möglich ist“. Laut Fischer sind bei hybridisierten Systemen vier Gänge definitiv genug. Damit bleibt er bei der Aussage seines Kollegen in einem Vortrag auf dem Symposium im letzten Jahr. Breitfeld appellierte, sich eher auf Gewicht und Effizienz zu konzentrieren und meint ebenfalls, dass man Gänge reduzieren müsse.

Weitere Fragen nach Wirkungsgrad, künftigen Motorisierungen und politischen Maßnahmen wurden ebenfalls rege auf dem Podium diskutiert. Nach den zwei Tagen geballter und informativer automobiler Antriebstechnik bleibt es spannender denn je, wie, wann und wo der Elektromobilität der große Durchbruch gelingt.
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