Verbrennungs- und Elektroantrieb: die Herausforderung
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- Gotthilf Hoch
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1 3. Produktionsforum Göppingen, 26. April 2010 Verbrennungs- und Elektroantrieb: die Herausforderung Dr. Tilmann Schmidt-Sandte Abteilungsleiter Systems Marketing, 1 GS/NE-MKT Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
2 Treiber in der Fahrzeug-Antriebstechnik Erdölreserven und Fuhrparkentwicklung sind gegenläufig Fuhrpark (< 6t): 750 Mio. Fuhrpark (< 6t): Mio. Kraftstoffverbrauch: ca. 2,1 Mrd. l / Jahr (8,5 l / 100 km) Kraftstoffverbrauch: ca. 5,0 Mrd. l / Jahr (5,0 l / 100 km) Quelle: International Energy Agency, eigene Berechnungen 2 GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
3 Treiber in der Fahrzeug-Antriebstechnik: CO 2 Gesetzgebung Diesel l/100 km 6,8 Benzin l/100 km 7,6 CO 2 [g/km] Benzin Diesel Gesamt 6,0 6, g/km 150 5,3 4,5 5,9 5, ACEA Verpflichtung 140 g/km EU-Verordnung vom ,6 4, Jahr BA Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights. Erwartet
4 Treiber in der Fahrzeug-Antriebstechnik Fortschreitende Urbanisierung Städte mit mehr als 5 Millionen Einwohner Quelle: UN Department of Economics and Social Affairs, GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
5 Antriebstechnologien für Pkw Benzin Benzin Diesel Benzin Diesel Alternative Kraftstoffe Hybrid HCCI Diesel Alternative Kraftstoffe Range Extender Elektrofahrzeug Batterie Range Extender Elektrofahrzeug Brennstoffzelle Elektrofahrzeug (Batt./Brennstoffz.) Hybrid GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
6 Verbrennungsmotor: Effizienzsteigerung Maßnahmenpakete zur CO 2 Reduzierung CO 2 Ausstoß [g/km] G0 G2 G2H 7,7 l/100 km 5,5 4,7 4,4 l/100 km 3,8 Power train Vehicle Benzintechnologie D0 D3 D3H 5,4 l/100 km 3,6 3,2 Power train Dieseltechnologie 2,9 l/100 km Vehicle Fahrzeugmaßnahmen Reifen Rollwiderstand f R : -1/3 Fahrzeuggewicht -10 % Luftwiderstand c w : -14 % Weitere Potenziale: - Getriebe Potenziale Diesel: - Steuerung Brennraumdruck - Variable Ventilsteuerung und Kompression - Biodiesel-Kraftstoffe 2,6 Fahrzeuggewicht 1400 kg, 100 kw, NEFZ; G0-G2, D0-D3: MT/ G2H,D3H: AT 6 GS/P, DS/EE Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
7 Verbrennungsmotor: Benzindirekteinspritzung Systemübersicht Bosch Benzindirekteinspritzung Einspritzung in den Brennraum Einspritzventil steuert den Kraftstofftransport in den Verbrennungsraum Kurze Einspritzzeiten (0,4-5 ms) Saugrohreinspritzung Benzindirekteinspritzung Systemdruck bar 1) Steuergerät 2) Hochdruckpumpe 3) Hochdruck-Einspritzventile 4) Drucksensor 5) Turbolader GS/P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.
8 Treiber in der Fahrzeug-Antriebstechnik Öl-Reserven & Kraftstoffpreise Steuern CO 2 -Gesetzgebung Green Image Städtische Verkehrsbeschränkungen: Paris, London Geschäftsmodelle: Mietbatterie? Verbrennungsmotor Hybridfahrzeug Elektrofahrzeug 8 GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
9 Elektrifizierung des Antriebs - Szenarien Elektrifizierung: die Lösung fürs emissionsfreie Fahren Mild Hybrid Strong Hybrid Plug-In Hybrid Electric Vehicle Electric power 5 15 kw kw kw kw Brennstoffzelle Batterie klassisches Fahrzeug Hybridisierung ist der Weg zum Elektrofahrzeug 9 GS/MKC Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
10 Bosch Aktivitäten für den Elektro-Antriebsstrang Das Elektrofahrzeug im Gesamtsystem Batterie Leistungselektronik Thermomanagement Elektromotor Onboard -Ladegerät Brems- u. Fahrwerkssysteme Ziel: Bester Kompromiss zwischen Gewicht, Effizienz und Kosten 10 GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
11 Elektroantrieb: Herausforderung Batterie Herausforderung für den Elektroantrieb: die Batterie 11 C/OFE Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
12 Elektroantrieb: Herausforderung Batterie Herausforderung für den Elektroantrieb: die Batterie 2009 EV 1.Generation 2015 EV 1.Generation 2020 EV 2.Generation Batteriekapazität 24 kwh 24 kwh 24 kwh Batteriegewicht 300 kg 160 kg 120 kg Energiedichte (Batteriesystem) 80 Wh / kg 150 Wh / kg 200 Wh / kg Reichweite 100 km 150 km 200 km Batteriepreis C/OFE Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
13 Elektroantrieb: Reduzierung Energiebedarf Energiebedarf des EV kann um 30% reduziert werden -12 Optimiertes EV Referenz EV kg; Subkompaktklasse -SOP: 2015 [kwh/100km] ggü. Referenz Systemische Betriebsstrategien Antriebsenergie Fahrzeugmasse Regeneratives Bremsen: -10% 1) 12V-Energiemanagement: -15% 2) Verbesserter cw-wert Wirkungsgradverbesserung des Getriebes Rollwiderstandsarme Reifen 150 kg Massenreduktion: -6% 1) - Energiebedarf: 18,8 kwh/100km Vortrieb 10,4 kwh/100km HVAC = 29,2 kwh/100km Gesamt - Zyklus: NEDC mit Klimatisierung - Klimazone: Mitteleuropa -4-2 HVAC Energie CO 2 -Wärmepumpensystem Gekoppelter Flüssigkeitskreislauf 20% d. Fahrten Vorklimatisierung Abwärmenutzung Verbesserte thermische Isolation HVAC: Heating Ventilation and Air Conditioning 0 Verbesserungen beziehen sich auf: 1) Energiebedarf für den Vortrieb 2) Energiebedarf des 12V-Bordnetzes 13 GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
14 Elektroantrieb: weitere Aufgabenstellungen Aufgaben außerhalb des Antriebs Sicherheit: Absicherung gegenüber Hochspannung, Batteriesicherheit Fortgeschrittene Funktionen: Fahrzeug-Vorkonditionierung bei Netzverbindung Intelligente Lademanagementfunktionen Intelligente Navigation, z. B. zur Ladestationssuche, Reichweite Infrastruktur: Flächendeckende Ladeinfrastruktur für straßengeparkte Fahrzeuge öffentliche Parkplätze und -häuser Arbeitgeber Betriebsgebäude (für Pendler) Abrechnungs-Kommunikationsnetzwerk 14 GS/OFE-P Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
15 Technik fürs Leben 15 GS/OFE-P, GS/NE-MKT Produktionsforum Göppingen Robert Bosch GmbH All rights reserved, also regarding any disposal,
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