KOMMENTAR
Wie unterstützt
der Leichtbau
die E-Mobilität?
Dr.-Ing.
Michael Kobes
ist Senior
Specialist
Advanced
Materials
bei
Schaeffler Technologies
AG & Co. KG
in Herzogenaurach
Schaeffler entwickelt
und liefert
Komponenten
und Systeme
für den Antriebsstrang.
Die gesamtheitliche
Betrachtung
zeigt,
dass die Erhöhung
der Fahrzeugmasse
die Menge
der rekuperierbaren
Energie
erhöht;
allerdings
in noch höherem
Maße
die
Energie
zur Beschleunigung.
Und deshalb
ist Leichtbau
grundsätzlich
vorteilhaft.
Reibungsreduzierung
ist der Königsweg,
dies reduziert
den Energieaufwand
sowohl
bei der Beschleunigung
als auch bei konstanter
Geschwindigkeit
und erhöht
außerdem
die Menge
der rekuperierten
Energie.
Um Leichtbau
im E-Mobil
wirtschaftlich
erfolgreich
zu machen,
wird im Hause
Schaeffler in interdisziplinären
Teams verschiedener
fachlicher
Kompetenzen
zusammengearbeitet.
Leichtbau
ist damit
nicht die singuläre
Anwendung
kostenintensiver
Hochleistungswerkstoffe
oder innovativer
Fertigungsprozesse,
sondern
die Fähigkeit,
die richtigen
Werkstoffe
in der minimalen
Menge
am geeignetsten
Ort einzusetzen
und die Produkte
mit
effizienten
Fertigungsverfahren
in gewünschter
Qualität
herzustellen.
Wie wirtschaftlicher
Leichtbau
möglich
ist, haben
auch
die bei Schaeffler präsentierten
Vorträge
und Produktbeispiele
der Initiative
Massiver
Leichtbau
eindrucksvoll
gezeigt.
Der kosteneffiziente
Leichtbau
leistet
somit
einen
wesentlichen
Beitrag
zum Durchbruch
einer
bezahlbaren
Elektromobilität.
1 FOREL-Studie,
Chancen
und Herausforderungen
im ressourceneffizienten
Leichtbau
für die Elektromobilität,
ISBN
978-3-00-049681-3
2 Center
of Automotive
Research
Studie,
veröffentlicht
in:
Welt am Sonntag
Nr. 49, 03.12.2017 S. 36
3 Hohmann, M.; Hillebrecht, M.; Schäfer, M.: Leichtbaupotenzial
in urbanen
Elektrofahrzeugen,
Lightweight
design,
6,
2018 S. 48 – 51
Dr.-Ing.
Arbogast Grunau
ist Principal
Expert
Bearings
bei
Schaeffler Technologies
AG & Co. KG
in Herzogenaurach und Vorsitzender
des Vorstands
der Forschungsvereinigung
Antriebstechnik
(FVA e.V.)
Die Relevanz
des Leichtbaus
für elektrisch
angetriebene
Fahrzeuge
wurde
in den vergangenen
Monaten
kontrovers
diskutiert.
Von Studien,
die dem Leichtbau
eine hohe
Relevanz
für
die E-Mobilität
zuweisen
1, bis hin zu Veröffentlichungen,
die
sie ihm gänzlich
abschreiben
2, wurden
verschiedenste
Sichtweisen
publiziert.
Eine
sehr sachliche
Darstellung
wurde
im
Dezmber 2018 in der Zeitschrift
Lightweight
Design
3 veröffentlicht.
Die Autoren
beschreiben
sehr differenziert
den Wert der Elektromobilität
für die bereits
heute
erzielbare
Reduktion
der lokalen
Emissionen
in Ballungsgebieten
sowie
das Potenzial
einer
zukünftig
weiteren
Reduktion
der Gesamtemissionen
durch einen
höheren
Anteil
regenerativer
Energien.
Für ein Elektrofahrzeug
(1.800 Kilogramm)
ohne Rekuperation
bewirken
100 Kilogramm
Gewichtsreduzierung
zirka
5,4 Prozent
Verbrauchsreduzierung.
Mit Rekuperation
ist der Energieverbrauch
deutlich
geringer,
deshalb
ist der Einfluss
der Gewichtsreduzierung
auch etwas
geringer
(zirka
5,0 Prozent).
Eigene
Auswertungen
bestätigen
diese
Werte.
Somit
kann bei gleicher
Reichweite
die Batteriekapazität
gesenkt
werden.
5,0 Prozent
weniger
Batteriekapazität
bedeuten
in dem hier gerechneten
Beispiel
mit einer
30 Kilowattstundenbatterie
und angenommenen
Batteriekosten
von 150 Euro
pro
Kilowattstunde
einen
Wert von 2,25 Euro pro Kilogramm
Gewichtsreduktion.
Generell
gilt natürlich,
dass eine Gewichtseinsparung
sogenannte
Sekundär-
Gewichtseinsparungen
bei Bremsen
und
anderen
„belasteten“
Komponenten
nach sich zieht. Für das
Beispiel
eines
sogenannten
People
Movers
ist im Vergleich
zum
Privat-
Pkw von höheren
Nutzungsquoten
und damit
Einsparungen
in ähnlicher
Höhe
bei den Betriebskosten
auszugehen.
Weitere
Vorteile
wie die höhere
Beschleunigung,
die kürzere
Ladedauer
und die zu erzielenden
Sekundäreffekte
bringen
zusätzlichen
Kundennutzen.
Bei alternativen
Speicherkonzepten
wie Wasserstoff
oder synthetischen
Kraftstoffen
ist der Primärenergieeinsatz
höher
und somit
der Effizienzgewinn
im Fahrzeug
für die Gesamtenergiebilanz
noch deutlicher.
Leichtbau
im
E-Fahrzeug
lohnt sich somit
technisch
in vielerlei
Hinsicht
und
ist unabhängig
von der zukünftigen
Speichertechnologie.
20 massivUMFORMUNG | MÄRZ 2019