Die neuen Schadstoff-Grenzwerte erfordern eine zunehmende Elektrifizierung des Antriebs. Nun hat das österreichische Unternehmen AVL im Rahmen des 44. Motorensymposiums in Wien einen dezidierten Hybridmotor mit 45% maximalem Wirkungsgrad vorgestellt. Dieser soll als Teil eines seriell-parallelen Antriebsstrangs für ein Kompakt-SUV dienen. Der völlig neue, aufgeladene 2,5-l-Vierzylinder-Direkteinspritzer arbeitet mit einem Verdichtungsverhältnis von 16,5:1. Als Klopfverhinderer ist eine gekühlte Niederdruck-AGR integriert. Ein neues Brennverfahren mit drei Zündkerzen pro Brennraum erlaubt eine stabile Verbrennung auch bei sehr hohen AGR-Raten. Die Aufladung erfolgt mittels eines elektrisch unterstützten Turboladers, der sowohl für eine präzise Ladedruckregelung als auch für die Sekundärluftzufuhr während des Kat-Heizens sorgt.
Beim diesjährigen Internationalen Wiener Motorensymposiums, dem nun wieder gut 1000 Automobilexperten beiwohnten, berichteten mehr als 80 Techniker über den aktuellen Stand der Antriebstechnik für Autos der nahen und ferneren Zukunft. Professor Dr. Bernhard Geringer, der Organisator des Symposiums in der Wiener Hofburg, hielt bei der Pressekonferenz fest: «Es ist falsch anzunehmen, dass Elektrofahrzeuge alleine die Antwort sind, wenn es um eine nachhaltige Transformation geht. Ein Elektroauto mit einem mit Kohlestrom betriebenen E-Motor wird die Umwelt stärker belasten als ein Benzinmotor. Es gibt aber auch andere Lösungen: Ein Brennstoffzellenantrieb oder ein Verbrennungsmotor, der mit E-Fuels aus grünem Wasserstoff betrieben wird, hat eine ähnliche Klimabilanz wie ein Ökostromfahrzeug.»
Zwar sind Seltene Erden, die zur Herstellung von Permanentmagnetmotoren benötigt werden, gar nicht so selten, doch liegen sie selten konzentriert in Mengen vor, die einen Abbau umweltverträglich und wirtschaftlich sinnvoll machen. Also führen diese Rohstoffe zu erheblichen Umweltschäden und eskalierendem Kostendruck, weil mit einer weiter stark steigenden Nachfrage gerechnet werden muss. Neue Entwicklungen haben nun den Wirkungsgrad von Elektromotoren, die ohne Dauermagneten auskommen, verbessert. Der Dynamic Motor Drive des kalifornischen Unternehmens Tula Technologies verwendet Steuerungsalgorithmen, die in Verbindung mit fremderregten Synchronmotoren zu einem Wirkungsgrad führen, der sogar über dem Niveau der besten Permanentmagnetmotoren liegen soll. Derzeit laufen Tests mit einem Chevrolet Bolt, der mit Tula-Motor ausgestattet ist.
Der Digital Key Plus ist für Apple- Smartphones seit 2021 verfügbar. Neu gilt dies nun auch für Geräte mit Android-Betriebssystem. Kunden mit Geräten von Samsung oder Google können damit ihren BMW ent- und verriegeln sowie den Motor starten, ohne das Telefon aus der Tasche zu holen. Das Fahrzeug reagiert automatisch bei Annäherung beziehunhsweise bei Entfernung, so wie man es vom klassischen Fahrzeugschlüssel mit Komfortzugangsfunktion gewohnt ist. Auch das orchestrierte Lichtspiel der Front und Heckleuchten in Verbindung mit dem Lichtteppich funktioniert je nach Fahrzeugausstattung wie beim physischen Schlüssel. Ermöglicht wird dies durch die Ultra-Wideband-Technologie, eine digitale Funktechnik für den Nahbereich mit hoher Bandbreite, die sich durch eine präzise Lokalisierung und grosse Sicherheit auszeichnet.
Allein mit der Elektrifizierung neuer Autos lassen sich die Klimaziele bei der Mobilität bis 2050 nicht erreichen. Wichtig ist, dass auch die Bestandsflotte der Fahrzeuge mit fossil betriebenen Verbrennungsmotoren klimafreundlicher wird. Zum Beispiel mit hydriertem Pflanzenöl (HVO) als Treibstoff, das aus Rest- und Abfallstoffen hergestellt wird. Dieser alternative Dieseltreibstoff wird besonders im Schwernutzfahrzeugbereich gebraucht. Im Rahmen eines Forschungsprojekts am Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien wurde das Verhalten von HVO in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit konventionellem Diesel untersucht. Weil HVO im Gegensatz zu fossilem Diesel praktisch aromatenfrei ist, führt er zu einer beträchtlichen Absenkung der HC- und CO-Emissionen sowie der Russpartikeln.
Noch ist die Ausrichtung auf dem Elektroautomarkt nicht klar. Bei Porsche etwa verbuchen Verbrennermodelle Rekordverkaufszahlen. Macan, Cayenne, Panamera sowie 911 und 718 sind deutlich im Aufwind, während der vollelektrische Taycan im ersten Quartal einen Rückgang zu verzeichnen hatte. Ob der Weg mit teuren 2,5-Tonnen-Elektroautos und überwältigenden Höchstleistungen (und enormen Batteriemassen) richtig ist, wird sich weisen. Der schwedische Hersteller Luvly hat da ganz andere Pläne. Sein Ultrakleinwagen Luvly O ist 2,7 m lang, wiegt 400 kg und fährt mit der 6-kWh-Batterie rund 100 km weit – maximal 90 km/h schnell. Die Sandwich-Composite-Fahrgastzelle sorgt für ausreichende Sicherheit trotz Miniformat. Das kleine EV soll für rund 10'000 Euro zu haben sein.
Auf der Hannover Messe präsentiert das US-Start-up Pajarito Powder eine neue Verfahrenstechnik, die die Kostenkalkulation für Brennstoffzellen und Elektrolyseure wesentlich verändern soll. Das neue Varipore-TM-Verfahren ermöglicht es, Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseur-Katalysatoren bei unveränderter Leistungsfähigkeit mit deutlich weniger Platin-Metallen herzustellen. Das hat eine nicht zu unterschätzende Wirkung auf die Wirtschaftlichkeit, denn diese Metalle sind nicht nur vergleichsweise selten, sondern auch teuer. CEO Thomas Stephenson erklärt: «Reduziert man Iridium, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit der Wasserstoff-Herstellung dramatisch, und damit wird die Verfügbarkeit von Wasserstoff wesentlich verbessert.» Nach Angaben seines Unternehmens reduziert das neue Verfahren die benötigte Menge an Edelmetallen um bis zu 70 Prozent.
Mit dem Hinterachsantrieb APP550 erhält die Modellfamilie ID von Volkswagen ein vollständig neu entwickeltes Antriebsaggregat. Davon soll die ID-Familie sowohl in Bezug auf Fahrleistungen als auch auf Reichweiten profitieren. Die Höchstleistung des neuen Aggregats beträgt 210 kW, das maximale Drehmoment rund 550 Nm – je nach Getriebeübersetzung. Das grosse Drehmoment erreicht der APP550 durch einen weiterentwickelten Stator mit hoher effektiver Windungszahl und grösserem Drahtquerschnitt. Der Rotor als Gegenstück ist mit einem stärkeren und höher belastbaren Permanentmagneten ausgerüstet. Für die dadurch entstehenden Momente wurde der Antrieb verstärkt konstruiert. Erste Fahrzeuge mit dem neuen Antrieb liefert VW voraussichtlich ab Ende Jahr aus.
Die ZF-Division Commercial Vehicle Solutions startet die Serienproduktion des elektrischen Zentralantriebs Cetrax lite. Der Antriebsstrang nutzt Synergien aus der Entwicklung elektrischer PW-Antriebe, die ZF jetzt für den Einsatz in leichten Nutzfahrzeugen angepasst hat. Als hochintegrierter E-Antrieb konzipiert, unterstützt Cetrax lite Nutzfahrzeughersteller in der Umsetzung des elektrischen Transportes in der Stadt und auf der letzten Meile. Der Antrieb ist für leichte Nutzfahrzeuge bis 7,5 Tonnen ausgelegt – mit einer Spitzenleistung von 150 kW und einem Maximaldrehmoment von 1500 Nm. Das kompakte Design trägt dazu bei, den verfügbaren Bauraum zu optimieren. Das Cetrax-lite-Modul ist ein integriertes System mit Elektromotor, Reduziergetriebe und Leistungselektronik. Sein Gewicht beträgt 120 kg.
Im Kreiskolbenmotor wie er als Wankel-Motor seit 1960 eingesetzt wurde, drehen ein oder mehrere Rotationskolben in einem ovalen Gehäuse. Die Gassteuerung übernimmt der Kreiskolben mit den integrierten Brennräumen. Ähnlich und doch wesentlich anders funktioniert der XTS-210-Motor des US-Unternehmens Liquid Piston. Mit der speziellen Kreiskolbenform sind pro Umdrehung sechs Verbrennungstakte möglich, was zu hoher spezifischer Leistung und zu einem sehr vibrationsarmen Lauf führen soll. Der XTS-Motor hat feststehende Brennräume und Dichtleisten. Daher können die Verdichtung variiert und der Treibstoff direkt eingespritzt werden. Der Motor kann sowohl als Benziner wie auch als Diesel betrieben werden, und selbst Flüssiggas und Wasserstoff kommen in Frage. Eine frühe 2-Takt-Version mit Aufladung und nur 0,21 Litern Hubraum leistet 25 PS.
