DIE ZUKUNFT DER emobilität HEISST «HTDS extreme»

Transkript

1 Projektbeschreibung für das Publikum DIE ZUKUNFT DER emobilität HEISST «HTDS extreme» Kraftvoll Umweltfreundlich Effizient: Der Elektromotor der Zukunft ein «HIGH TORQUE DRIVE SYSTEM» hat mehr Power, bietet neue Möglichkeiten für Fahrzeugbau und Design und kostet dabei weniger als bisherige Elektroantriebe für Autos. «HIGH TORQUE DRIVE SYSTEM» im Drehmoment liegt die Kraft Pferdestärken waren gestern, die Zukunft heisst Drehmoment und diese Eigenschaft macht beim Fahren so richtig Spass! Bis 2017 wollen wir den Elektromotor der neusten Generation zur Serienfertigung bringen: Mit Nm pro Rad wird das High Torque Drive System besser und effizienter sein als jedes andere System, welches im Moment auf dem Markt ist und zu einem Preis, der für die breite Masse erschwinglich wird. Der «HTDS extreme» wird die emobilität grundlegend verändern und völlig neue Möglichkeiten für Fahrzeugfunktionen und Design eröffnen. Und: Herkömmlich betriebene Personenwagen können mit einem «HTDS»-Paket zu einem umweltfreundlichen 4x4 (Plugin-) Hybridfahrzeug umgebaut werden. Mit dem «HTDS extreme» ausgerüstet, wird aus der biederen Familienkutsche ein sauberes Spassmobil auf Rädern! Aston Martin DBC. Concept by Samir Sadikhov 1

2 Die Kraft kommt aus der Steckdose Fossile Energie ist ein Auslaufmodell die Ressourcen gehen zur Neige und die CO2-Reduktion ist weltweit ein ernsthaftes Thema auf den Agenden der Regierungen. Der logische Schluss für die Zukunft liegt in den sauberen Energien, die uns kostenlos und ohne Limit zur Verfügung stehen: Wind- und Sonnenenergie. Die Zukunft der Mobilität kann somit nur elektrisch sein. Was es nun braucht, sind guter Wille, Entschlusskraft und Freude am Entwickeln von neuen Ideen zum Wohl der weltweiten Gemeinschaft. Der «HTDS extreme» ist ein Teil der Lösung zur Reduktion der Treibhausgase und der nächste Schritt in die Zukunft der emobilität. Das Grundkonzept unseres «HTDS extreme» basiert auf der Transversalfluss-Technologie und wurde bereits 2009 von der Fachjury vom «Network of Automotive Excellence» als Antrieb der Zukunft ausgezeichnet. Der «HTDS» trägt den Zusatz «extreme» als Hinweis auf die enorme Stärke des Motors: Mit seinem hohen Start-Drehmoment zieht er bei der Beschleunigung direkt und extrem stark an. Der Benzinmotor hingegen baut seine Leistung erst in hohen Drehzahlen auf. Weitere Vorteile sind die Kompaktheit und die geringe Grösse des Antriebs, denn damit wird es möglich, ihn auch als Einzelrad-Antrieb einzusetzen. In den letzten Jahren wurde das Grundsystem des «HTDS extreme» konsequent entwickelt und seine Funktion von Experten nachgewiesen. Im nächsten Schritt wird er wissenschaftlich auf Herz und Nieren fürs Automobil ausgelegt, optimiert, gebaut, überprüft und der umfangreiche Funktionsnachweis erbracht, welcher für eine Serienfertigung nötig ist. Für den «HTDS extreme» haben wir einige Innovationen neu entwickelt. Diese müssen rasch mit Patentanmeldungen geschützt werden, die auch den weltweiten Automotive-Standards entsprechen. Das tun wir, um unsere Unabhängigkeit zu gewährleisten und die Entwicklungsarbeit zu schützen: Wir wollen, dass der «HTDS extreme» für die umweltfreundliche Mobilität der Weltbevölkerung genutzt und umgesetzt wird. Wir wollen nicht, dass dieses Projekt in den Händen profitorientierter und verantwortungsloser Investoren verschwindet. In Zusammenarbeit mit einer Universität haben wir Fördermittel beantragt, welche die Projektkosten von 9 Mio. US$ decken werden vorausgesetzt, wir können 20% davon selber finanzieren. 2

3 Die (R)Evolution der Motoren Das Schweizer Parlament hat im vergangenen Jahr über die Reduktion der Treibhausgase entschieden Regierungen vieler Länder ziehen nach: Ab dem Jahr 2020 sollen nur noch 95 Gramm pro km CO2 erlaubt sein. Mit Benzinmotoren ist dieses Ziel nur mit hohem Aufwand zu erreichen und es muss mit massiven Einschränkungen bei Antrieb und Leistung gerechnet werden zu gleichzeitig steigenden Mehrkosten. Beispielsweise produziert der Hubraum grosser Fahrzeuge (z.b. SUV) mehr CO2-Gase und dieser erhöhte Ausstoss muss kompensiert werden: Durch kleinere Turbo-Motoren, Zylinderabschaltung, variable Ventilsteuerung, elektrische Nebenaggregate oder durch Strafsteuern bei der Überschreitung der vorgeschriebenen CO2-Werte. Ein Teil der Lösung und DIE Chance für die Zukunft ist der Elektroantrieb. Wir zeigen hier auf, weshalb der «HTDS extreme» viel besser ist als Systeme, die heute bereits auf dem Markt sind. Diese Erläuterungen sind ziemlich technisch, aber ganz ohne geht es natürlich nicht. Das Herzstück des «HTDS extreme» der Transversalfluss Alle bisherigen Elektromotoren im Automobil sind als klassische Asynchronmaschinen oder permanenterregte Synchronmaschinen konzipiert und gebaut. Das heisst, dass durch die Baugrösse der Motor meistens als Zentralantrieb an der Getriebe-/Kupplungseinheit eingesetzt wird. Der «HTDS extreme» hingegen ist eine Transversalflussmaschine durch seine kompakte Bauform kann der Motor als Einzelradantrieb ohne zusätzliches Getriebe eingesetzt werden. Damit entfallen Getriebe, Achsen sowie Differenziale zur Kraftübertragung. Dies spart Kosten, verringert das Gewicht des Fahrzeugs und schafft Platz für Batterie und Elektronik. spezifische Kraftdichte (Drehmoment zur Baugrösse) To [kn/m2] luftgekühlte ASM flüssigkeitsgekühlte ASM luftgekühlte PSM ASM = klassische Asynchronmaschine PSM = permanenterregte Synchronmaschine flüssigkeitsgekühlte PSM Transversalflussmaschine Dipl.-Ing. M. Geissler Institut mobile Arbeitsmaschinen - technische Universität Dresden Die Transversalflussmaschine (TFM) bringt bei gleichem Bau-Volumen das Doppelte an Drehmoment. Übersetzt heisst das: Wer aufs Gaspedal drückt, erlebt sein blaues Wunder! Die enorme Kraft des «HTDS extreme» zeigt sich im Geschwindigkeitsaufbau: von 0 auf 100km/h in 3 bis 4 Sekunden! Abgesehen davon, ob das sinnvoll ist oder einfach nur Spass macht: Mit dem «HTDS extreme» ist es möglich. 3

4 Die TFM-Technologie und damit der «HTDS extreme» bietet viele Vorteile und schier unendliche Möglichkeiten beim Fahrzeugbau sowie für die Sicherheit im Strassenverkehr: Als kompakter Synchronmotor steuert er jedes Rad einzeln und sehr exakt an, Sperrdifferenzial inklusive. Das heisst: Traktionskontrolle (individuelles Anpassen der Kraftverteilung auf die Räder, verhindert das Durchdrehen), automatisches Einparken, Spurhalteassistenz, automatische Ausweichmanöver bei Hindernissen, Korrektur bei schwierigen Fahrsituationen; Während dem Bremsvorgang wird die Bremsleistung zum Laden der Batterie genutzt. Damit wird der «HTDS extreme» zum Generatoren. Geht es noch effizienter? Wir sind der klaren Überzeugung: Nein, heute es gibt keinen effizienteren Auto-Antrieb. Sie fragen sich, warum dieser Motor bis heute nicht gebaut wurde? Die bisherigen Projekte scheiterten an verschiedenen Faktoren: An der grossen Anzahl Teile, die verbaut werden mussten, an der sehr hohen Präzision, die für den Zusammenbau erforderlich ist und an der Anzahl benötigter Magneten. Die Summe dieser Faktoren stellten die Hersteller vor enorme Herausforderungen und verursachten sehr hohe Produktionskosten. ES IST UNS GELUNGEN, DIE ANZAHL BAUTEILE MASSIV ZU REDUZIEREN UND DAMIT DIE PRODUKTION ZU VEREINFACHEN UND DIE KOSTEN ZU VERRINGERN! Der «HTDS extreme» hat nicht mehr Teile als ein gekühlter PSM-Motor, der Aufbau wird deutlich einfacher und die Herstellungskosten für den Motor sinken. Und: Damit der «HTDS extreme» seine volle Kraft entwickelt, braucht er nur rund die Hälfte der Magnetmasse eines PSM-Motors! Wenn man bedenkt, dass die Magnete der grösste Kostentreiber für die permanenterregten Motoren sind, so ist der «HTDS extreme» ein enormer Fortschritt in Bezug auf die seriellen Herstellungskosten. 4

5 Die Zukunft des Marktes für den «HTDS extreme» Elektromotoren sind der Antrieb unserer Zukunft. Wir haben aus vielen Studien vom VDA (FAST 2015 Verband der Autoindustrie), TU Dortmund (Marktanalyse Elektromotor versus Verbrennungsmotor), Institut für regenerative Energiewirtschaft IWR, Statista ( 360 Degree Perspective of the Global Electric Vehicle Market Opportunities and New Business Models (Frost & Sullivan) bis zum Fachmagazin «Auto aktuell» (PKW-Neuzulassungen 2013 Europa/ ) Zahlen über die Marktentwicklung in Europa zusammengetragen. In den kommenden zwölf Jahren wird bei den Neuzulassungen für Elektrofahrzeuge ein sprunghafter Anstieg von 0,2% auf 11% prognostiziert. Von insgesamt rund 17 Millionen Neuzulassungen werden so 1,8 Millionen Fahrzeuge elektrisch betrieben sein, dazu kommen knapp fünf Millionen Hybridfahrzeuge. Der minimale Bedarf an Elektromotoren wird somit bis ins Jahr 2025 auf 6,8 Millionen Einheiten ansteigen. Prognosen für den Marktanteil des «HTDS extreme» Wenn wir davon ausgehen, dass wir mit dem «HTDS extreme» europaweit einen Marktanteil von 10% abdecken, werden im Jahr 2025 insgesamt Motoren produziert. Bei Systemkosten von 1500 Euro pro Motor sprechen wir von einem Geschäftsvolumen von mehr als 1 Milliarde Euro Umsatz! Andere Schätzungen gehen sogar noch weiter: diese gehen nämlich von einem Volumen von Stück aus. In Anbetracht der europäischen (und hoffentlich bald auch weltweiten) Umweltziele Reduktion der CO2-Emissionen auf 95gr pro km sind diese Zahlen durchaus realistisch. Betrachten wir den Markt weltweit, müssen wir uns über den künftigen Absatz keine Gedanken machen. Wir müssen aber diesen zukunftsweisenden und effizienten Motor endlich bauen! Minimalwerte für Neuzulassungen nach Antriebsart in Europa in Prozent Verbrennungsmotor 97.60% 72.00% 60.00% Hybridmotor 2.20% 20.00% 29.00% Elektromotor 0.20% 8.00% 11.00% Total % % % Minimalwerte für Neuzulassungen nach Antriebsart in Europa in Zahlen Total Neuzulassungen 12'000'000 14'600'000 17'100'000 davon Hybridfahrzeuge 264'000 2'920'000 4'959'000 davon Elektrofahrzeuge 24'000 1'168'000 1'881'000 5

6 Jedes Projekt braucht einen Plan Wir befinden uns innerhalb des Entwicklungsprozesses auf dem sogenannten working level damit meinen wir die eigentliche Motorenentwicklung. Innerhalb dieses Levels werden auch einzelne Prototypen des Motors in Fahrzeuge eingebaut und damit die enorme Kraft des «HTDS extreme» erlebbar gemacht. Während diesem Prozess suchen wir Partner für die serielle Umsetzung. Das Ziel des Projektes der target level ist es, den «HTDS extreme» in neue Hybrid- oder Elektrofahrzeuge zu integrieren und die nachfolgende Serienproduktion vorzubereiten. Q bis Q Q bis Q Q bis Q Team Thomas Bütschi, Dipl. Ingenieur, Technologie und Entwicklung Marlies Eggen, Dipl. PR-Beraterin, Unternehmenskommunikation Marek Marciniak, Dipl. Ing. Maschinenbau, Produktionstechnik e-motorenbau Claus Habermann, Dipl.-Ing. (FH) Bauingenieurwesen, Spezialist für Produktions- und Motorenwerkbau Walter Scheufele, Dipl. Ing. (FH), Technical Sales & Key Account Management Udo Vorbeck, Einkauf, Beschaffung und Logistik 6