Alternative Antriebe in der Automobilindustrie – Herausforderungen und Lösungen bei der Integration

Inside Automotive Helfried Müller April 25, 2022 6 Min. Lesezeit Wir befinden uns mitten im wohl bemerkenswertesten Kapitel der Geschichte des Fahrzeugbaus – der Elektrifizierung. Manche Fahrzeughersteller sind bei der Entwicklung alternativer Antriebe weiter voraus als andere, manche Regionen der Welt sind da innovationsfreudiger als andere – bei oftmals hohem strategischem Eigenkostenanteil. Ein primäres Ziel bei dieser Entwicklung ist es, die optimale Betriebsstrategie des BEV mit der passenden Ladestrategie zu ermöglichen. Letztlich führt kein Weg an der Elektrifizierung von Fahrzeugen vorbei, um die gewünschte globale Dekarbonisierung zu erreichen. Elektrische Kraftfahrzeuge gibt es zwar bereits seit über 120 Jahren. Sie hatten eine frühe Blütezeit um das Jahr 1900 herum, als mehr als ein Drittel der in den USA registrierten Kraftfahrzeuge einen batterieelektrischen Antrieb hatten. Doch dann kam billiges Benzin, das ohne teuren Entwicklungsaufwand große Reichweiten und schnelles Auftanken ermöglichte. Gleichwohl wird diese frühe Blüte bald übertroffen: denn Marktbeobachter erwarten, dass im Jahr 2030 schon rund die Hälfte der in der EU zugelassene Pkw solche mit batterieelektrischem Antrieb sind. Wir sind ergo schon längst im Zeitalter der alternativen Antriebe angekommen. TABLE OF CONTENTS: > Zentrale Themen sind Reichweite und Aufladen bei der Integration alternativer Antriebe > Niedriger Energieverbrauch durch Reduzierung der Widerstände > Lieferketten müssen gut organisiert sein > Gegebenheiten und Vorschriften der Märkte müssen bekannt sein > Schwerpunktlage kommt zentrale Bedeutung zu > MAGNA: Ihr Fertigungspartner für Exzellenz betreffend Alternative Antriebe ZENTRALE THEMEN SIND REICHWEITE UND AUFLADEN BEI DER INTEGRATION ALTERNATIVER ANTRIEBE Reichweite und Aufladen – das sind auch heute in der zweiten großen Phase der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen die beiden zentralen Themen bei der Entwicklung von BEVs (Battery Electric Vehicle). Wer viele Jahre lang „Verbrennerautos“ gefahren hat und Reichweiten von meist mehr als 700 Kilometer bei einer Auftank-Dauer von weniger als drei Minuten gewohnt ist, empfindet es oft als inakzeptabel, mehr als eine halbe Stunde Lebenszeit an einer Ladesäule zu verlieren, nur um 300 Kilometer weiterfahren zu können. Um dies zu vermeiden, tankt man dann gern mal „zwischendurch“ bei sich bietender Gelegenheit. Dennoch gilt: Ein Fahrzeughersteller, der bei seinen BEV die Reichweite steigert und gleichzeitig die Ladezeit signifikant verkürzt, wird deshalb der Gewinner im weltweiten Kampf um Marktanteile sein. Eine der Schlüsselrollen bei diesen beiden Zielen der BEV-Entwicklung übernimmt dabei die Batterie und ihr Verhalten beim Aufladen. Bei deren Zellen hat sich bis heute noch kein Zellformat endgültig durchgesetzt, weshalb hier eifrig entwickelt und dementsprechend getestet werden muss. Die neuen wie auch die bestehenden Batterie-Technologien setzen umfangreiches Testing und Validierung nach Format voraus. Ein starker Entwicklungspartner mit eigenen Prüfständen für das Batterie-Testing ermöglicht dies, was zu stark verkürzten Entwicklungszeiten und damit schnellerem Markteintritt für den Fahrzeughersteller führt. Heutige Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt können zu anderen Batterie-Technologien (z. B. Feststoff-Batterien) weiterentwickelt werden, was höhere Energiedichte und somit geringen Bauraumbedarf und weniger Gewicht bei gleicher Reichweite verspricht. Alternative Antriebe: Ladestrategien müssen entwickelt werden Neben Größe und ihrer Energiedichte müssen für die Batterie auch Ladestrategien entwickelt werden