Interviews
übergreifende Kooperationen wären förderlich

Interview ATZ online und Wilfried Nietschke

Der Bereichsleiter für Technologie Betrachtung der IAV GmbH sprach mit ATZelektronik über die zukünftigen Herausforderungen der Antriebs- und Fahrzeugentwicklung.

Je mehr sich die Verantwortlichen der deutschen Automobilindustrie über den anstehenden Paradigmenwechsel bewusst werden, desto mehr Defizite zum Thema Elektromobilität werden aufgedeckt.

Sicher müssen wir uns sputen. Die Kritik weise ich allerdings zurück. Ich bin überzeugt, dass die deutsche Gründlichkeit sich gegenüber teilweise vorschnellen Entwicklungen und Markteinführungen letzten Endes durchsetzen wird. Der Nationale Entwicklungsplan Elektromobilität, aber auch Eigeninitiativen vieler Unternehmen geben schon ordentlich Schub.

Welche Prioritäten setzen Sie bei der IAV?

Vor einem Jahr haben wir mit einem sogenannten Technologie Monitoring gestartet, das unsere Zukunftsaufgaben treffsicherer und präziser als zuvor einordnen und priorisieren lässt. Wir fokussieren uns deutlich auf die Themenfelder Leichtbau und Elektromobilität. Die IAV hat mehrere wichtige Aufgabenfelder unter dem Begriff Reichenweiten-Management zusammengeführt, das alle Aspekte des Energiehaushalts eines Elektroautos inklusive innovativer Ladetechniken einbindet. Hier warten auf die Ingenieure die spannendsten, aber auch die drängendsten Aufgaben. Diese unterschätzen heute viele PR-Strategen und Unternehmen – zu hohe Erwartungen werden in Reichweiten von Elektrofahrzeugen gesteckt.

Sobald die Außentemperaturen unter Null rutschen, …

… sinkt die Reichweite in ungünstigen Fällen auf 50 % – nicht wie von vielen angenommen auf 70 %. Damit müssen wir rechnen.

Die größten Verbraucher sind elektrische Heizungen und Klimaanlagen. Müssen wir damit leben?

Grundsätzlich bieten sich zunächst keine Alternativen an, und wir müssen mit der zur Verfügung stehenden Energie sorgsam umgehen. Intelligenteres Heizen und Kühlen hilft, Verluste ein Stück weit zu kompensieren. Beispielsweise lässt sich durch gezielte Wärmestrahlung – an Kopf-und Fußbereich – statt einer pauschalen Klimatisierung des Innenraums eine Menge Energie sparen. Da, wo auf gutes haptisches Empfinden Wert gelegt wird, könnte man punktgenau kühlen oder wärmen. Zudem zählt die Fahrzeugisolierung zu einem der wichtigen Aspekte für mehr Effizienz.

Was ist dennoch künftig denkbar?

Auf unserem Radar sehen wir beispielsweise Wärmepumpen und thermoelektrische Lösungen. Das Prinzip des Wärmelatentspeichers ist erfolgversprechend. Ansatzweise lässt sich sogar eine heutige Traktionsbatterie, die vor dem Stillstand des Fahrzeugs nochmal hochbelastet wurde, anschließend als Latentwärmespeicher nutzen.

Wie wichtig ist das Reichweiten-Management?

Hier verbergen sich große Einsparpotenziale. Dazu zählen Lösungen wie bedarfsgerechte Steuerung von Nebenaggregaten, aber auch vorausschauende, GPS-gestützte Reichweitenprognosen, welche die Topologie, die Verkehrssituation und das Fahrer-profil mit berücksichtigen. Detaillierte Reichweitenanzeigen werden sich dadurch auszeichnen, dass sie die Angabe eines State-of-Charge aus Last-und Ruhephasen balancieren. Wir beschäftigen uns diesbezüglich mit genauen Simulationen und Modellbildungen. Reichweiten-Manage¬ment erachten wir allerdings nicht nur unter den technischen Gesichtpunkten für notwendig …

… sondern es birgt auch eine physiologische Komponente…

… denn sie vermeidet oder kompensiert die Ängste der Fahrer, die fürchten, mit leerer Batterie stehen zu bleiben.

Werden die Bemühungen im Leichtbau durch verbesserte Fahrzeugisolierung nicht wieder zunichte gemacht?

Man muss intelligente Lösungen finden – beispielsweise schaltbares Glas. Das gibt es schon in der Gebäudetechnik. Zumindest im Sommer kompensiert die Technik ein starkes Aufheizen des Innenraums. Zur besseren Kälteisolierung bieten sich unsere magnetischen Schäume an, die wir zur induktiven Energieübertragung im Unterboden derzeit entwickeln.

Induktives Laden besitzt viel Charme. Wie schnell lässt sich die Technik umsetzen?

Die IAV baut bis 2012 eine Pilotanlage für stationäres Laden in Gifhorn auf. Ab 2013 könnten wir mit Anlagen im Feld, beispielsweise an Taxiständen, starten. Eine weitere technische Ausbaustufe ist das dynamische Laden während der Fahrt. Hier reden wir über eine mögliche Serienreife ab 2020. Die Königsklasse ist der Wanderfeldantrieb, ein elektrischer Linearantrieb nach Prinzip der Magnetschwebebahn Transrapid, mit dem sich einige Strecken ohne Batterieelektrik überbrücken lassen. Die Technik sehe ich erst jenseits des Jahres 2030 in der seriennahen Entwicklung.

Wo liegen die Knackpunkte der Ladetechnik?

Um die Übertragungsverluste unter 5 % zu halten, darf der Luftspalt zwischen dem am Fahrzeug verbauten Aufnehmer und dem Leiter nicht größer als 15 cm werden. Für das stationäre Laden ist dies lösbar, für das dynamische aber weitaus schwieriger. Forschungsarbeiten beschäftigen sich beispielsweise mit Assistenzsystemen, die Fahrbahnunebenheiten im Voraus erkennen.

Welche weiteren weißen Flecken auf der Landkarte der Elektromobilität sehen Sie?

Neben dem umfangreichen Aufbau von Batteriekompetenz befinden wir uns insgesamt betrachtet vor einem weitreichenden Umbau der Fahrzeugindustrie. Es entsteht eine komplett neue Lieferantenlandschaft – zum Beispiel im Technologiefeld von Elektromotoren, Hochleistungselektronik sowie Automation. Hier kommen Unternehmen aus anderen Industrien ins Spiel, die an die Anforderungsprofile der Autohersteller herangeführt werden müssen.

Heutige Elektromotoren sind nicht fit für den Elektroantrieb. Was muss getan werden?

Die Motoren müssen leichter werden, aus Kostengründen und mit Blick auf die Resourcenverfügbarkeit müssen alternative Materialienkonzepte beispielsweise zu Magneten gefunden werden. Insgesamt gilt es zu konsolidieren, welche Motor-und Antriebsprinzipien sich am besten für welchen Einsatzzweck eignen. Die IAV beschäftigt sich im Rahmen einer Studie mit einer entsprechenden Einordnung.

Wann rechnen Sie mit serienreifen elektrischen Radnaben-Antrieben?

Nicht vor 2020. Leider erst dann, denn hier lässt sich das ultimative Package eines Elektrofahrzeugs realisieren.

Werden die Messwerte der deuschlandweit verteilten Fahrzeugflottenversuche eigentlich einheitlich ermittelt und ausgewertet?

So viel ich weiß, noch nicht. Das Konzept eines preiswerten, standardisierten und vollautomatisierten Messdatenportals testen wir gemeinsam mit einem deutschen Premiumfahrzeug-Hersteller. Die Messergebnisse lassen sich anonymisiert und datensicher auf einem zentralen Server speichern, auswerten und gegenüberstellen. Jedes Unternehmen kann seine Daten unternehmensspezifisch herausfiltern.

Wie beurteilen Sie die Aktivitäten im Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität?

Grundsätzlich positiv. Ich vermisse allerdings eine zentrale Koordinationsstelle, welche die Entscheidungen der vier verantwortlichen Ministerien abstimmt. Zudem wünsche ich mir ein unabhängiges Gremium mit Vertretern aus Industrie und Forschung, das die Projektauswahl und -verteilung auf die verschiedenen Modellregionen vornimmt und pragmatischer zur Umsetzung begleitet. Generell halte ich den Eigenanteil an den Investionssummen für sehr hoch. Wenn wir in Deutschland beginnen, mehr miteinander zu kooperieren und damit unter anderem kostenintensive Doppelarbeit vermeiden, sind wir international schlagkräftiger.

Welche Kooperation bieten Sie an?

Wir stehen in den Startlöchern und bringen zum Beispiel gern unsere Erkenntnisse im Themenfeld des induktiven Ladens ein – auch wenn wir Mitbewerber in diesem Feld haben. Uns ist an einer möglichst schnellen und breiten Umsetzung mit den notwendigen Standards gelegen. Damit erarbeiten wir uns international einen Vorsprung.

Herr Nietschke, ich bedanke mich für das Gespräch.

Autor: Markus Schötte

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