Österreichische Aktivitäten im Bereich Antriebstechnlgien und Kraftstffe Wien, am 27. Mai 2015 Austrian Assciatin fr Advanced Prpulsin Systems Public Private Partnership vn Industrie, Wissenschaft und bmvit
Austrian Assciatin fr Advanced Prpulsin Systems A3PS ist ein Verein, eine Public Private Partnership vn Industrie, Wissenschaft und bmvit Frcierung vn Innvatin, Frschung, Technlgieentwicklung, und natinaler Wertschöpfung Im Fkus stehen innvative Antriebssysteme und -technlgien für mbile Anwendungen swie deren Energieversrgung und speicherung Auftrag/Aufgaben: Infrmatinsdrehscheibe, Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit, Erarbeitung gemeinsamer Strategien, Psitinierung auf internatinaler Ebene, faktengestützten Technlgieplitik 2
Mitglieder 3
Aktivitäten Technlgie-Radmaps und Psitinspapiere Analysen internatinaler F&E-Strategien Beratungsservice Jährliche, internatinale Knferenz Wrkshps zu aktuellen Themen Newsletter alle 2 Wchen Anbahnung vn Frschungskperatinen Studien, Publikatinen und Artikel Vertretung vn Mitgliedern in internatinalen Gremien Exkursinen Krdinatin vn Cluster-Aktivitäten Marketing für österreichische Technlgiekmpetenz 4
E-Mtr Cmbinatin ICE Mittelfristige Zukunft - Diversifizierung Antrieb? Lng distance lng range lw emissins City emissin-free znes Efficient internal cmbustin engine (ICE) Bi-fuel ICE CNG, H2 Hybrid vehicles with ICE (HEV) Plug-in hybrid with ICE (PHEV) Range-ext ICE Battery EV Battery AEV Fuel Cell Vehicle (FCV) Shrt & medium term: - Imprvement f gasline and diesel engines - High diversificatin f new prpulsin systems High engineering demand New cmpnents & systems Battery systems with high energy density High-pressure tanks fr CNG and H2 lcally emissin-free lw CO 2, NOx, etc. CO 2, ther emissins (PM, NO x, HC, CO, O 3 ) Surce: Daimler Ec-Mbiltiy 2025 plus Der beste Antrieb für jede Anwendung 5
Überblick erneuerbare Kraftstffe Chancen: Lkalisierung / Dezentralisierung Arbeitsplätze und natinale Wertschöpfung Energieunabhängigkeit Liquid Fuels Gaseus Fuels Ott-Fuels Bi-Ethanl - Fermentatin - Gasificatin - Thermal Diesel-Fuels FAME HVO FT-Bi-Diesel OME Methane (CNG, LNG) - Fermentatin - Gasificatin - Thermal Hydrgen - Electrlysis - Refrming - Gasificatin 4 Kraftstffarten eine Vielzahl vn Herstellungsverfahren! 6
Wege zum Wasserstff 29 Wege zum Wasserstff aus Gas, Khle, Hlz und Elektrizität 7
Zusammenfassung Mittelfristig bleibt der Verbrennungsmtrantrieb die dminante Antriebsfrm (Teil-)Elektrifizierung ist ntwendig, um die gesetzliche Frderung nach 95 g/km CO 2 Flttenemissin darzustellen Es ist mit einer stärkeren Diversifizierung zu rechnen: VKM-Antriebe, Mild- Hybride (48V), PHEV, EVs, Brennstffzellenfahrzeuge Alternative Kraftstffe bieten Chancen, auch hhes CO 2 Reduzierungs- Ptenzial, sind aber nch nicht wirtschaftlich 8
A3PS-Knferenz 2015 Ec-Mbility 2025 plus 9
A3PS Knferenz 2015: Ec-Mbility 2025 plus Datum: 9. und 10. Nvember 2015 Ort: Tech Gate, Wien (19.Stck & evtl. EG) Sessins: Advanced Cnventinal Drivetrains Renewable Energy Carriers Electric Drivetrains (incl. FCV) Advanced Overall Vehicle Technlgies Internatinale Keyntespeaker Mderatin der Plenary Sessin: Prf. Dipl.-Ing. Dr. h.c. Jürgen Stckmar 10
Vrläufige Ergebnisse der neuen A3PS-Radmap Ec-Mbility 2025 plus 11
Przess zur Erstellung der A3PS-Radmap - Start Nvember 2014 - Jan bis März 15: Arbeitsgruppen mit Fachexperten - April: Finalisierung der Technlgietabellen Renewable Energy Carriers Fuel Cell & Hydrgen 5 Arbeitsgruppen Electric Drive Trains Advanced Cnventinal Drive Trains 85 identifizierte Schlüsseltechnlgien 390 F&E-Maßnahmen mit TRLs inklusive jeweiligem Förderbedarf & ntwendige Prjektarten alles über Zeithriznt 2025+ Advanced Vehicle Technlgies AIT ANDATA ASFINAG AVL bienergy2020+ bivest Bsch Cryshelter Frnius HyCentA MAGNA Steyr MAGNA Pwertrain Mntanuni Leben OMV TTTech TU Graz TU Wien Virtual Vehicle Hhe Beteiligung bei den Arbeitsgruppen! Nicht nur vn Seiten der Mitglieder! 12
Vrläufige Ergebnisse I Advanced Cnventinal Drivetrains Ziele: Real Wrld Efficiency / 95 g/km CO 2 / Eur 6 + - Erhöhte Variabilitäten (variables Verdichtungsverhältnis, Betrieb mit CNG, LNG) - Alternative Verbrennungssysteme - Dwnsizing und Dwnspeeding > erhöhter Frschungsaufwand bei Aufladung, um Perfrmance Nachteile auszugleichen - Abgasnachbehandlung: DeNOx, und Partikelfilter bei Ottmtren! - Strukturptimierungen - Advanced Micr Hybrid Systems (e-bsting, 48 V; KERS, verbesserte Ultra-Caps) - Reibungsminimierung (neue Materialien und Oberflächen) - Thermal Management (Waste Heat Recvery) - Getriebe (CVT, DCT, MT, AT, AMT, TC) - Bis 2025 nch immer die dminante Antriebsfrm hch effizient und sauber! 13
Vrläufige Ergebnisse II Electric Drive Train Technlgies Ziele: Ksten, Energiespeicher, Effizienz (95 g CO 2 für größere Fahrzeuge), Haltbarkeit, Sicherheit Grßserienprduktin - Plug-In Hybrid im Vrmarsch: Flttenverbrauch! - Imprved Li-In-Batterien bis 2020, dann auch neue Technlgien - Mechanische Energiespeicher (Fly-Wheel) - 48-Vlt-Systeme - Hchdrehzahl-Knzepte beim Elektrmtr (>20.000 U/min) - Kabinen-Klimatisierung - Ladetechnlgien (knduktiv, induktiv, Batteriewechsel) - Thermales Management der Kmpnenten - Range Extender (VKMs) - Mmentan größte Herausfrderung: Batterie-Technlgien! Plug-In für Übergang! 14
Vrläufige Ergebnisse III Fuel Cell Vehicle Technlgies Ziele: Ksten senken, Effizienz, Lebensdauer, Prduktinsprzesse ptimieren - PEM-Brennstffzellen für Hauptantrieb bei PKW (Reduktin Edelmetalle, innvative Membranen, dynamisches Verhalten) - SOFC bspw. als APU im LKW (interne Khlenwasserstff-Refrmierung, Erhöhung der Synthesegas- und Methanakzeptanz, pulvermetallurgisch hergestellte Stack- Kmpnenten) - Wasserstffherstellung und speicherung (Sensren, Verbindungstechnik, Ventile und Druckregler) - Brennstffzellen- und Kmpnenten-Prduktin - Test und Validierung (Infrastruktur) - Frschungsbedarf bei Brennstffzellen & H2-Speichern Hhe Kmpetenz in AUT! 15
Vrläufige Ergebnisse IV Renewable Energy Carriers Ziele: Kraftstffe 2. Generatin, Ersatz fssiler Kraftstffe, Beimischungsfähigkeit, Przessptimierungen der Herstellung, Ksten senken, Kmmerzialisierung - Oxymethylenether OME (Diesel-Blend-Kmpnente, red. PM) - FAME (Fettsäuremethylester): Haltbarkeit, Abgasnachbehandlung - HVO (Hydrierte Pflanzenöle): Mtrenanpassung, Hydrierung - BtL (Bi t Liquid): Dem-Anlage vrhanden, Ksten senken, Przessptimierungen - Bi-Ethanl: Mtranpassung, Verbrennungsprzess, Pilt-Anlage, Kstenreduktin - Bi-Methan: Przessptimierung für reineres Gas, Ksten, Enzym-Optimierung - Wasserstff-Herstellung: Grße Vlumina, Materialfrschung für Elektrlyse - Wasserstff-Distributin: Kühlungswirkungsgrad, Geräuschptimierung Zapfsäule, Kmmunikatin Zapfsäule mit Fahrzeug Höchste CO 2 -Einsparung! Einführung zäh! 16
Vrläufige Ergebnisse V Overall Vehicle Technlgies Ziele: Effizienz, Sicherheit, Ksten, Mdularität - Leichtbau (neue Materialien, passive Sicherheit, neue Verbindungstechniken, ) - Entwicklungswerkzeuge und Methdik (Simulatin vn Fahrer-Verhalten, Prüf-Systeme und Messtechnik, nahtlse xil-entwicklung für cnnected und autmated vehicles, ) - Energy Harvesting (PV, Stßdämpfer, rganischer Rankine Przess, ) - Effiziente Klimatisierung (Latentwärmespeicher, aktive Thermmaterialien, ) - Fahrzeugintegratin (funktinale Hardwareintegratin, ) - Regenerative Bremssysteme (4-Rad, Partikelreduktin) - Autmated Driving (Maßnahmen bis SAE Level 5) Zahl der neuen übergerdneten Fahrzeugtechnlgien steigt massiv! 17
Vrläufige Ergebnisse V Overall Vehicle Technlgies Advanced Driver Assistant Systems ADAS Ziele: Sicherheit (Null Verkehrstte), Zuverlässigkeit, Standards, Zertifizierung, Ksten - V2V-Kmmunikatin (hch präzises GPS, Standardisierung, Human Machine Interface, ) - V2I-Kmmunikatin (hch präzise Karten, dynamische Anpassung, z.b. Ampel) - x by wire Kmpnenten (Lenkung, Bremsen, Antriebsstrang-Steuerung) - Sensrtechnlgien (Kameras, LIDAR, Ultraschall, Sensr-Fusin) - Psitinierung (In-Dr, GLONASS, GALILEO, vllständiges Kartenmaterial) - Prädiktive Betriebsstrategien (Getriebesteuerung, Ec-Ruting, Hybrid- Energiemanagement) - Teststrecken, Prüfstände und Methdik (Stimuli für sämtliche ADAS-Technlgien) - Kmplexe Regelungs- und Steuerungsarchitekturen - ADAS hat radikale Knsequenzen auf künftige FZ-Knzepte (Antrieb&Knstruktin) 18
Zusammenfassung Vrläufige Ergebnisse neue F&E Schwerpunkte - Verfeinerung der VKM-Knzepte (Ott- und Diesel nähern sich an) - Kstenreduktinsprgramme bei E-Mbility - Kraftstffe Kmmerzialisierung (Pilt Dem Serie) - H 2 und BZ: Grundlagenfrschung, Prduktin und Testinfrastruktur fördern - Mdularität im Karsseriebau (Flge des Leichtbaus) - Neue Prduktinstechniken in Verbindung mit Industrie 4.0 - Vernetzung Fahrzeuge (swhl untereinander als auch mit Infrastruktur) - Aktive Sicherheit frcierien, um Gewichtsspirale nachhaltig umzukehren - >>> Neue Fahrzeugknzepte - Neue Technlgien Neue F&E-Schwerpunkte Neue Möglichkeiten 19