Auto der Zukunft Zukunft des Autos. Lino Guzzella

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1 Auto der Zukunft Zukunft des Autos Lino Guzzella

2 Fahrzeugdichte (2005) Autos pro 1000 Einwohner India USA I F D J UK Poland Russia Korea Brazil China GDP per capita (US $) Bestand 2005: 800 Mio. Autos weltweit Produktion 2005: 60 Mio. Autos/Jahr Zunahme ( ): 1 Mio. Autos/Jahr 2 Quelle: OECD/IEA (2006) 2

3 Der Anfang 3

4 Stadt Zürich NO 2 Belastung Quelle: Umwelt- und Gesundheitsschutz Zürich (UGZ)

5 Das CEV-Projekt 5

6 Unfälle im Strassenverkehr CH Tote absolut Tote pro Mio. Einwohner Quelle: BfU Dieser Trend MUSS fortgesetzt werden ( vision zero )! 6

7 Zukunftsszenario Energiebedarf (optimistisch!) Quelle: IEA 7

8 Analyse der Wandlungskette There is no free lunch 8

9 primary energy sources refineries, well-to-tank on-board storage + - H 2 propulsion system vehicle tank-to-wheel driving losses driving profile

10 Mechanische Energie am Rad primary energy sources reffineries, on-board storage H propulsion system vehicle driving losses driving profile

11 Norm-Fahrprofil (EU-Zyklus) v km/h Wiederholungen t s Reales Fahrverhalten oft aggressiver 11

12 Kräfte am Fahrzeug Widerstandskräfte am Auto v Luftwiderstand F b F l F r Rollreibung (Steigung) Beschleunigungswiderstand 12

13 Mechanische Energie am Rad (EU-Zyklus) Masse E A f c w 19'000 + m c r m 11 kj /100km Form Frontfläche Reifen 13

14 Bedarf an mechanischer Energie (EU-Zyklus) SUV Mittelklasse Kompakt Eco-Car A f c w = 0.7 m 2, c r = 0.012, m = 1'500 kg 45 MJ/100km im EU Zyklus (17 Tafeln Schoggi ) 14

15 Bord-Energiewandler primary energy sources reffineries, on-board storage H propulsion system vehicle driving losses driving profile

16 Mechanische Energie in Dieseläquivalent ( oder wenn der Motor 100 % Wirkungsgrad hätte ) Mittelklasse Ecocar 45 MJ/100 km 1.2 l/100km Diesel 0.6 l/100km Diesel 16

17 Wirkungsgradkennfeld moderner Ottomotor 1 kj T Drehmoment ( Gaspedal ) (1-x) kj x kj n, T Drehzahl ( Gang ) n 17

18 Übermotorisierung Konsequenz: Baugleiche Autos mit kleineren Motoren verbrauchen weniger Treibstoff. Wieso kaufen dann die Leute meistens Fahrzeuge mit grösseren Motoren? Fahrzeugmasse t m P max Zeit von 0 auf 100 km/h Volllastleistung 115 kw Maximalleistung für 0 auf 100 km/h in 10 s 7 kw Durchschnittsleistung für EU-Zyklus 18

19 Downsizing and Supercharging T downsizing V6 R supercharging n -Turbolader - Kompressoren - Elektromotren - 19

20 Hybridantriebe V-Motor E-Motor AK AG zum Differential E-Generator Batterie 20

21 Prognose für die nächsten 10 Jahre Dieselmotoranteil wird weiter steigen (Dieselmotoren werden ähnlich sauber wie Ottomotoren) Hybridfahrzeuge werden zunehmen, besonders in finanzkräftigen Ländern Sparsame Ottomotoren ( DSC ) werden bleiben, besonders dort, wo die Kosten wichtig sind Erdgasmotorenanteil wird spürbar steigen, besonders wenn ein steuerlicher Vorteil vorhanden ist Elektromobile und besonders plug-in hybrids nehmen zu Agro-Treibstoffe werden in kleinen Mengen beigefügt werden 21

22 Was kommt danach? Andere Treibstoffe? Andere Antriebssysteme? Andere Fahrzeuge? 22

23 Energiedichten Bordenergieträger Diesel Benzin 2 CNG H 2 1 Li-ion "Zebra" Ni/MH Pb Kohlenwasserstoffe Batterien Netto Vortriebsenergie/Energieträgermasse Einheit kwh/kg 23

24 Vergleich Dieselfahrzeug: 190 g CO 2 /km CO 2 -Emissionen 280 / 72 / 0 g CO 2 /km 24

25 Vorgelagerte Prozesse primary energy sources reffineries, on-board storage H propulsion system vehicle driving losses driving profile

26 Vergleich Dieselfahrzeug: 190 g CO 2 /km CO 2 -Emissionen 570 / 150 / 0 g CO 2 /km 26

27 Träumereien? Masse kg kg 800 kg Aero 0.7 m m m 2 Reifen 0,013 0,012 0,01 Antrieb l/100km 5.6 l/100km 2.4 l/100km 27

28 29

29 Zusammenfassung Sparsamere Fahrzeuge sind unsere besten Ölquellen. Die Technik bietet diverse Optionen an. Welche tatsächlich gewählt wird, hängt von vielen Faktoren ab. Die Technik kann vieles, aber eine magische Lösung gibt es nicht. 30

30 Merci für Ihre Aufmerksamkeit! Folienkopien (pdf): Laborwebsite: 31

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