E-Mobility. Autohaus Weller. Bremen TOYOTA MOTOR EUROPE

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1 1 date 05/10/ page 1 Autohaus Weller E-Mobility Bremen

2 2 date 05/10/ page 2 Prognose Verfügbarkeit, Bedarf und Preis von Erdöl Quelle: BGR Geozentrum Hannover

3 date 05/10/ page 3 Regionale CO2 Reduktionsziele im PKW Bereich 345,6 Volt Li-Ion Batterie CO2 Reduktionsziele bis 2050: - 86% weltweit - bis 95% in Deutschland

4 date 05/10/ page 4 CO2 Emissionen verschiedener Energiepfade für einen durchschnittlichen PKW Quelle : BMU

5 Wärmebilanz (%) 5 date 05/10/ page 5 Verringerung der CO2 Emissionen Energetischer Wirkungsgrad und Verluste im Verbrennungsmotor Motor Verluste Reibung Abgas Kühlung Ladungswechsel 100% 80% 60% 40% Wärmebilanz Ottomotor Abgas Mechanik Kühlung 20% Nutzenergie Verlust Nebenaggregate 0% BMEP Pe Antriebsstrangverluste Energie aus Kraftstoff Nutzenergie Energie am Rad Antriebsenergie (Rollreibungswiderstand, Luftwiderstand, Massenträgheit)

6 date 05/10/ page 6 Spezifischer Kraftstoffverbrauch Vergleich Otto- / Dieselmotor Ottomotor Dieselmotor Quelle:

7 kw 7 date 05/10/ page 7 Erforderliche Antriebsleistung in Abhängigkeit von Fahrzeugmasse und Luftwiderstand Leistung für 240km/h Leistung für 120km/h Bedarfsleistung Masse 2000 kg c w A:0,9m 2 Bedarfsleistung Masse 1200 kg c w A:0,6m 2 Km/h

8 date 05/10/ page 8 Kernkomponenten Hybridsysteme Batterie Verbrennungsmotor Hybridsteuereinheit Hybridantriebseinheit

9 Energie Bremsenergie date 05/10/ page 9 Energiemanagement in Hybridsystemen + Batterie Energie speichern Motorabschaltung - rein elektrischer Antrieb Verbrennungsmotor arbeitet mit hohem Wirkungsgrad Verzögerung Zeit

10 date 05/10/ page 10 3 Generationen Hybridantrieb 13 Jahre Hybrid Technologie 1,8 Mio. Prius Mehr als 2,4 Mio. Toyota Hybrid Fahrzeuge

11 date 05/10/ page 11 Auris HSD (2010) im Vergleich zum Prius 2 ( ) Systemleistung: +20% auf 100 kw Kraftstoffverbrauch/CO2: -15% (jetzt 3,8 l/100km/ 89g/km) Deutliche Verringerung des Verbrauchs auch bei höheren Geschwindigkeiten: -15% Gewichts- und Größenreduktion des Hybridsystems um 17% bzw. 14% Relevante Kostensenkungen der Hybridkomponenten: -40%

12 12 date 05/10/ page 12 Auris Hybrid Antriebsstrang Leistungstransistoren IGBTs Elektrische Wasserpumpe Elektrischer Klimakompressor Elektrische Maschinen und stufenloses Getriebe

13 date 05/10/ page 13 Effizienzsteigerung durch Abgaswärme-Rückgewinnung Verkürzung der Kaltlaufphase Kalt Warm Abgasstrom- Kontrollventil Thermostatventil Thermostat

14 date 05/10/ page 14 Weiterentwicklung der elektrischen Maschinen Verkleinerung und Gewichtsreduktion der Komponenten (-30%) Prius II E- Motor 50 kw 3. Generation E- Motor 60kW

15 date 05/10/ page 15 Weiterentwicklung der Leistungselektronik Verkleinerung/ Gewichtsreduzierung um ca. 35% Prius II 3. Generation

16 date 05/10/ page 16 Weiterentwicklung der Leistungselektronik Kühlsystem IGBTs neuer Prius im Vergleich zu Prius 2 Prius 2 3. Generation Aufbau der Kühlung Isolierung IGBT Lötschicht Direktkühlung Lötschicht Lochplatte Wärmesenke (Cu) Wärmeleitpaste Kühlkörper (Al) Kühlkörper (Al) maximale Spannung 500V +150V 650V

17 17 date 05/10/ page 17 Verkleinerung / Integration Komponenten Größenvergleich der Batterien Prius II 3. Generation

18 date 05/10/ page 18 Weiterentwicklung des Batteriesystems durch Integration der Komponenten (Module / Elektronik / Kühlung) Batteriesystem 3. Generation

19 19 date 05/10/ page 19 Lade/Endladestrategie Normale Akkus Voll NiMH Batterien im Hybridsystem Leer

20 date 05/10/ page 20 Spezifischer Kraftstoffverbrauch Vergleich Otto- / Dieselmotor mit Bestpunkt AURIS Hybrid Ottomotor Dieselmotor 220g/ kwh Quelle:

21 Drehmoment [Nm] Drehmoment [Nm] date 05/10/ page 21 Motor - Effizienzsteigerung - von 1,5l auf 1,8l Hubraum zur Verringerung des Verbrauchs bei höheren Geschwindigkeiten Motorbetriebspunkt ( ) bei 120km/h konst. Geschwindigkeit (gleicher Fahrwiderstand) Prius 2 (1.5L) : 2,500 rpm Neuer Prius (1.8L): 2,200 rpm -300 rpm Prius 2 30kW40kW 20kW 10kW 3. Generation 30kW40kW 20kW 10kW Kennlinie Kennlinie 240g/kWh g/kWh Drehzahl [min-1] Drehzahl [min-1]

22 HV Cost increase 22 date 05/10/ page 22 Reduzierung der Hybrid Systemkosten am Beispiel Prius 70 % 40% 1. Generation Prius 2. Generation Prius Prius III Weitere Kostenreduzierung ist notwendig

23 23 date 05/10/ page 23 Lexus CT 200h Hybrid

24 24 date 05/10/ page 24 B-Segment Hybridkonzept FT-CH

25 25 date 05/10/ page 25 Kostensenkung Ni-MH Batterien Batteriesystem Stückkosten Ni-MH Battery Im Vergleich zur ersten Prius Generation konnten die Batteriekosten deutlich gesenkt werden.

26 26 date 05/10/ page 26 Prognose Batterieentwicklung Japan Quelle: METI

27 date 05/10/ page 27 Batteriekosten Status und Potentiale Kosten auf Zellniveau Produktions prozess Ziel in naher Zukunft Material TOYOTA Erfahrung Ni-MH (3 Zellen *) Li-Ion TOYOTA Li-Ion (Zielsetzung der jap. Regierung) (Zielsetzung der jap. Regierung) * Ni- MH Zellspannung 1,2 V; Li-Ion Zellspannung 3,6 V

28 date 05/10/ page 29 Prius Plug-in Hybrid (PHV)

29 date 05/10/ page 31 Prius 3 Plug-in Hybrid Systemaufbau Onboard- Ladegerät 345,6 Volt Li-Ionen Batterie

30 32 date 05/10/ page 32 Toyota FT- EV Concept als reines EV - basiert auf Toyota iq - Serienfertigung ab 2012 geplant - 80 km Reichweite, Schwerpunkt urbaner Einsatz

31 date 05/10/ page 33 Toyota Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug FCHV adv Brennstoffzellenstack erzeugt Strom Wasserspeicherung bei 700 bar in 4 Drucktanks Max. Reichweite 830 Kilometer Seit 2010 Felderprobung auch in Berlin

32 date 05/10/ page 34 Technische Herausforderungen Brennstoffzellenentwicklung Stack Haltbarkeit Kaltstartfähigkeit Kosten, Bauraum, Leistungsdichte Reichweite

33 date 05/10/ page 35 Vollhybrid: Antriebsarchitektur für die Zukunft + - INV Prius 3 Otto-Motor MG 1/2 Auris Plug-In + Batterie - FT-EV + Batterie - FCHV-adv + - INV INV INV MG 1/2 MG Brennstoff Zelle MG Otto-Motor

34 36 date 05/10/ page 36 Schrittweise Elektrifizierung des Antriebstrangs Quelle: IFEU

35 37 date 05/10/ page 37 Gewichtsreduzierung als weitere Effizienzmaßnahme Leichtbau Konzeptstudie 1/X Plug-In Hybrid Fahrzeug 500 cm³ Mittelmotor (Benzin) mit Hybridsystem und Heckantrieb Länge: Breite: Höhe: mm mm mm Radstand: mm Sitzplätze: 4 Innenraumvolumen analog Prius Gewicht: 420 kg (Prius 1300kg) Karosserie aus kohlefaserverstärktem Kunststoff Verbrauchsreduzierung 50% im Vergleich zu Prius II (4,3 l/100km)

36 date 05/10/ page 38 Zukünftige Nutzung von Fahrzeug- / Antriebssystemen Durchschnittsgeschwindigkeit Motorrad HV & PHV Bereich PKW Hybridfahrzeug FCHV Bereich TOYOTA FCHV-adv Schwerlast-LKW FCHV-BUS EV Bereich Kurzstrecken Pendler FT-EV TOYOTA PHV Linienbus Auslieferungs-LKW Kleinauslieferung Kraftstoff: Elektrizität Benzin, Diesel, Biokraftstoff CNG, GTL/CTL, etc. Wasserstoff Fahrstrecke Hybrid und Plug-in Hybridantriebe werden weite Mobilitätsbereiche abdecken Elektroantriebe werden im Bereich der Kurzstreckenmobilität eingesetzt Bei großen Reichweiten und großen Transportmassen wird die Brennstoffzellen -Technologie eingesetzt 38 Copyright (C)2009, TOYOTA MOTOR CORP. All Rights Reserved.

37 39 date 05/10/ page 39 Auf dem Weg zum ultimativ umweltverträglichen Auto Ultimatives umweltverträgliches Auto Energievielfalt CO2 Minderung Luftqualität Plug-in Hybrid Technologie Hybrid Technologie Benzin Diesel gasförmige Kraftstoffe Biokraftstoffe Synthetische Kraftstoffe Wasserstoff Elektrizität das richtige Auto am richtigen Platz zur richtigen Zeit

38 date 05/10/ page 40 Innovative Mobilitätskonzepte Toyota I-Real Vielen Dank