Continental bietet breites Antriebsspektrum für das Auto der Zukunft

Das Auto der Zukun­ft kann elek­trisch fahren und wird auf abse­hbare Zeit auch noch von einem klas­sis­chen Ver­bren­nungsmo­tor angetrieben wer­den:

“Auto­mo­bilzulief­er­er und Her­steller müssen noch auf viele Jahre die Vielfalt sämtlich­er Antrieb­skonzepte beherrschen und auf bre­it­er Front weit­er­en­twick­eln, um die Her­aus­forderun­gen, die sich vor allem durch die stren­gere Geset­zge­bung ergeben, zu bewälti­gen, sagt José Avi­la, Leit­er der Con­ti­nen­tal-Divi­sion Pow­er­train und Mit­glied des Vor­stands der Con­ti­nen­tal AG. Der inter­na­tionale Auto­mo­bilzulief­er­er set­zt in sein­er Entwick­lung auf die kom­plette Band­bre­ite der Antrieb­skonzepte und bietet den Auto­mo­bil­her­stellern vom Ver­bren­ner bis hin zum reinen Elek­troantrieb mod­u­lar aufge­baute Sys­teme an, um flex­i­bel auf die Mark­ter­fordernisse reagieren zu kön­nen. Die Einzelkom­po­nen­ten dieser Antrieb­skonzepte müssen im Sys­tem opti­mal aufeinan­der abges­timmt und aus­bal­anciert sein. Dadurch lässt sich mit bere­its vorhan­den­er Tech­nolo­gie der Ver­brauch sig­nifikant senken. “Allein eine opti­mierte Ausle­gung und Abstim­mung aller Fahrzeugkom­po­nen­ten im Gesamt­sys­tem bringt eine Einsparung von bis zu 15 Prozent CO2-Reduk­tion”, sagt Avi­la.

Mobil­ität von Mor­gen: Ver­bren­nungsmo­tor, Hybri­dantrieb, elek­trisches Fahren

Da jedes Hybrid­fahrzeug über einen Ver­bren­nungs- und Elek­tro­mo­tor ver­fügt, wer­den auch am Ende dieses Jahrzehnts die meis­ten Autos weltweit mit einem Ver­bren­nungsmo­tor aus­ges­tat­tet sein. “Wir schätzen, dass reine Elek­tro­fahrzeuge 2020 auf einen Anteil von rund drei Prozent kom­men”, sagte Avi­la. Aber Ben­zin­er und Diesel sind bis dahin zu einem hohen Grad elek­tri­fiziert: Mit Stopp-Start Sys­te­men, die beim Fahrzeugstopp automa­tisch den Ver­bren­nungsmo­tor abstellen und beim Tritt aufs Gaspedal schneller als derzeit wieder starten, mit einem Elek­troantrieb, der ein emis­sions­freies Fahren für kurze Dis­tanzen z.B. in der Stadt erlaubt, aber auch mit elek­tri­fizierten Nebe­nag­gre­gat­en, die bei Bedarf zu- und abgeschal­tet wer­den kön­nen. Die stetige Ver­schär­fung der CO2-Ziele wird zu einem spür­baren Zuwachs an Fahrzeu­gen mit Mild-Hybrid-Sys­te­men führen. Ins­beson­dere in kleineren Fahrzeu­gen wer­den extrem hubraum­re­duzierte, aber hoch aufge­ladene Ver­bren­nungs­maschi­nen mit Elek­tro­mo­toren kom­biniert, die das Fahren elek­trisch unter­stützen. Um ein weit­eres Poten­zial zur CO2-Reduzierung auss­chöpfen zu kön­nen, wird es die Plug-in-Tech­nolo­gie ermöglichen Fahrzeuge an der kon­ven­tionellen Haushaltssteck­dose wieder aufzu­laden. Kom­plett auf elek­trische Energie als Antrieb­squelle set­zen reine Elek­tro­fahrzeuge. Um diese im Bedarfs­fall auch für län­gere Streck­en ein­set­zen zu kön­nen, wer­den sie mit einem soge­nan­nten Range-Exten­der aus­ges­tat­tet sein. Das ist ein klein­er Ver­bren­nungsmo­tor an Bord des Autos, der als Gen­er­a­tor dient. Elek­tro-Fahrzeuge mit Brennstof­fzelle als Energiequelle erzeu­gen ihren eige­nen Strom an Bord. Wasser­stoff wird hier­bei als Primären­ergi­eträger dienen.

Erst ab 2030, so die Schätzun­gen, wird der Anteil der Elek­tro­fahrzeuge weltweit auf über zehn Prozent ansteigen.

Vielfalt beherrschen: Effizien­zsteigerung und Elek­tri­fizierung

Con­ti­nen­tal geht zwei Wege, um die Vielfalt zukün­ftiger Antriebe zu beherrschen:

Zum einen die Effizien­zsteigerung herkömm­lich­er Antriebe mit inno­v­a­tiv­en Tech­nolo­gien wie Abgas­tur­bo­lad­er, neue inno­v­a­tive Ein­spritz- und Zündsys­teme oder opti­mierte bedarf­s­geregelte Kraft­stoff­pumpen, zum anderen die Elek­tri­fizierung des Antrieb­sstrangs mit den Kernkom­po­nen­ten Leis­tungse­lek­tron­ik, elek­trischem Motor und Energiespe­ich­er.

Weit­ere Beispiele zur Opti­mierung und Elek­tri­fizierung des Antrieb­sstrangs:

- Motor- und Getriebesteuerung: Die neue Motors­teuerungsplat­tform “Engine Man­age­ment Sys­tem 3” (EMS 3) ist nicht nur auf unter­schiedlich­ste Ein­spritzsys­teme aus­gelegt, son­dern auch auf die Inte­gra­tion von Hybridtech­nolo­gie. Bei der Steuerung von ver­brauchs­gün­sti­gen Dop­pelkup­plungs­getrieben wurde die elek­tro­mech­anis­che Steuerung konkur­ri­erend zur Hydraulik serien­reif gemacht: Die elek­tro­mech­anis­che Getriebesteuerung für trock­ene Dop­pelkup­plungs­getriebe ist weltweit ein Novum.
- Ein­spritz- und Kraft­stoff­sys­teme: Con­ti­nen­tal gehört zu den weltweit führen­den Anbi­etern von Com­mon-Rail-Sys­te­men, Hochdruck­pumpen und Ein­spritzven­tilen. Auch kle­in­ste Kraft­stoff­men­gen müssen abso­lut genau dosiert wer­den. Von Con­ti­nen­tal entwick­elte Ver­fahren erlauben dies für Otto- und Diese­lein­spritzsys­teme robust und zuver­läs­sig über die gesamte Lebens­dauer. Die näch­ste Gen­er­a­tion der bedarf­s­gerecht­en Kraft­stoff­pumpe trägt eben­so zur weit­eren Opti­mierung des Ver­brauchs bei.
- Luft- und Abgasp­fad: Ein wesentlich­er Ansatz zur Ver­brauchssenkung ist “Down­siz­ing”, d.h. der Ein­satz kleiner­er Motoren mit Tur­boau­fladung und Direk­tein­spritzung. Der von Con­ti­nen­tal entwick­elte Tur­bo­lad­er geht noch in diesem Jahr in die Großserie. Zu den Tech­nolo­gien zur Abgas­nach­be­hand­lung gehören SCR-Sys­teme zur Reduk­tion des Stick­ox­i­daus­toßes. Über inno­v­a­tive Sen­soren von Con­ti­nen­tal wer­den die Motor‑, Katalysator- und Umge­bungs­dat­en ermit­telt und in der Motorelek­tron­ik aus­gew­ertet.
- Elek­tri­fizierung & E‑Mobility: Stopp-Start Sys­teme wer­den alle Fahrzeugk­lassen erobern. Zukün­ftige Sys­teme sor­gen noch effizien­ter dafür, dass auch schon kle­in­ste Standzeit­en des Fahrzeugs genutzt wer­den kön­nen, um den Motor abzuschal­ten. Die Rück­gewin­nung von Energie (Reku­per­a­tion) stellt hohe Anforderun­gen an das Energie­m­an­age­ment und erfordert eine intel­li­gente Steuerung und Sen­sorik.

In E‑Fahrzeugen erfordert die Notwendigkeit zum sparsamen Umgang mit elek­trisch­er Energie ein aus­gek­lügeltes Ther­mo­man­age­ment, bei dem auch der Wärme­haushalt von Leis­tungse­lek­tron­ik, Bat­terie und E‑Maschine exakt ges­teuert wer­den muss.

Die Leis­tungse­lek­tron­ik von Con­ti­nen­tal für Hybrid — und Elek­tro­fahrzeuge wird bere­its in der zweit­en Gen­er­a­tion pro­duziert. Sie ist deut­lich klein­er als Wet­tbe­werb­spro­duk­te. Bei Elek­tro­mo­toren set­zt Con­ti­nen­tal weltweit Stan­dards und pro­duziert fremder­regte Elek­tro­mo­toren, sog. Syn­chro­nous Machines ℠, die ohne Sel­tene-Erden Mag­nete auskom­men und einen sehr hohen Wirkungs­grad aufweisen.

Sys­temkom­pe­tenz erschließt weit­ere Einspar­po­ten­tiale

Die gezielte und laufende Opti­mierung aller Antrieb­skom­po­nen­ten ist wichtig, um die Effizienz weit­er zu steigern. Gle­ichzeit­ig lässt sich aber durch das opti­male Zusam­men­spiel und die richtige Auswahl der Kom­po­nen­ten im Sys­tem eine zusät­zliche Ver­brauchs- und Emis­sion­sre­duzierung erzie­len. Con­ti­nen­tal bietet hier den Vorteil der Sys­temkom­pe­tenz “im Haus”, d.h. das eigene Elek­tron­ik Know-how wird ergänzt durch die Mechanikkom­pe­tenz in der Zusam­me­nar­beit mit der Scha­ef­fler Gruppe sowie durch die bei Emitec vorhan­de­nen Tech­nolo­gien zur Abgas­nach­be­hand­lung. “Ein aufeinan­der abges­timmtes Sys­tem ist bess­er als die Summe aller einzel­ner Kom­po­nen­ten”, betonte Avi­la.