Die Rolle des Verbrennungsmotors auf dem Weg

zu einer nachhaltigen Mobilität

Dr. Johannes Arning

Produktmanagement Aggregate, Volkswagen AG

Stand: Januar 2014

Gesetzliche CO2-Zielvorgaben für die Auto-

mobilindustrie werden weltweit schärfer

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USA Europa China

CO2-/ Verbrauchs-Labeling in Europa lenkt den

Kundenfokus auf effiziente Antriebe

Polen Deutschland

Frankreich

Dänemark Finnland Schweden

Niederlande Großbritannien Irland Belgien

Italien Österreich Spanien Portugal Schweiz

Ohne Label:

Estland, Lettland, Litauen,

Slowakei, Ungarn, Slowenien,

Rumänien und Bulgarien

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Brennstoffzelle

Zur Erreichung der weltweiten CO2-Ziele sind

alternative Antriebstechnologien notwendig

25. September 2014 Seite 4

Technologien und Energieträger

CO2-Emissionen Flotte

166 g

CO2/km

95 g

CO2/km

134 g

CO2/km

EU27

Flottenwert 2006

EU27

Flottenwert 2012

EU27

Flottenwert 2020

Fahrzeugmaßnahmen

Optimierung

konventioneller Aggregate

Effizienztechnologien

Einsatz alternativer Antriebe

u. Kraftstoffe

PHEV

+ +

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Volkswagen erweitert konsequent das

Produktspektrum elektrifizierter Antriebe…

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HEV

VW Touareg

HEV

Porsche Cayenne S

HEV

Audi Q5

HEV

Porsche Panamera S

PHEV

Audi A6

PHEV

Audi A8

Derivate anderer Konzernmarken

HEV

Audi A8

HEV

Audi A6

HEV

VW Jetta

PHEV

Porsche Panamera S

PHEV

Porsche 918 Spyder

BEV

VW e-Golf

PHEV

XL1

BEV

VW e-up!

PHEV

Audi Q7

PHEV

VW Passat

PHEV

Audi A3

PHEV

VW Golf

2010 2011 2012 2013 2014 zukünftig

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HEV Hybrid Electric Vehicle

BEV Battery Electric Vehicle

PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle

…während der Verbrennungsmotor weiterhin

Potentiale zur CO2-Reduzierung bietet

25. September 2014 Seite 6

• Nutzung alternativer Kraftstoffe mit geringem Kohlenstoff-Anteil

(z.B. CH4)

• Reduzierung der well-to-wheel CO2 Emissionen durch Einsatz

von Biokraftstoffen

Alternative

Kraftstoffe

• Effiziente Aggregate notwendig für CO2-optimale Hybridisierung

• Kombination aus elektrischem Fahren und uneingeschränkter

Langstreckenmobilität

Alternative

Antriebe

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• Reduzierung der CO2-Emissionen durch innovative Technologien

bei konventionellen Antrieben

• Maßnahmen am Brennverfahren, Leichtbau, Reibung,

Betriebsstrategie, Getriebemaßnahmen

Konventionelle

Maßnahmen

Hochleistungs-

brennverfahren

Höchstdruckein-

spritzung

kombinierte

Aufladung

variabler Ventiltrieb

variable Verdichtung

alternative

Werkstoffe

strukturoptimierter

Leichtbau

Zylinderabschaltung

optimale Kennfeldpunkte

Freilauf Motor Aus

Downspeeding

NVH bei niedrigen

Drehzahlen

Spreizung

Wirkungsgrad

Anfahrperformance

Niedrigdrehzahl-

konzept

Beschichtung

Thermomanagement

Nutzung

Abgaswärme

Weitere CO2-Maßnahmen an konventionellen

Aggregaten sind zu erwarten

25. September 2014 Seite 7

Betriebsstrategie Brennverfahren Leichtbau Direktschalt-

getriebe Reibung

Motor Getriebe

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Eine technologische Innovation in Großserie –

die Zylinderabschaltung

25. September 2014 Seite 8

je nach Fahrweise 0,3 - 0,8 l/100 km Kraftstoffeinsparung

Innovation

made by Volkswagen.

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Eine CO2- und Gewichtsreduktion ist durch

Downsizing auf 3-Zylindermotoren darstellbar

25. September 2014 Seite 9

- 14 kg Gewicht

- 6 g/km CO2 EA211

1,2l TSI

MDB

1,6l TDI

EA211

1,0l TSI

MDB

1,4l TDI

4-Zylindermotoren 3-Zylindermotoren

- 33 kg Gewicht

- 5 g/km CO2

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Der CNG-Antrieb –

eine Alternative zum Benzinmotor

25. September 2014 Seite 10

C H

H

H Methan (CH4)

H

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Erdgas 1,03 €/kg

25. September 2014 Seite 11

Wieviel Energie steckt drin? – Energieäquivalente

Preise auf Basis Super bleifrei

LBÄ = Liter Benzinäquivalent

DIESEL 1,48 €/L

13,7

6,9

8,9

9,8

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Erdgas

Autogas

Super

Diesel

Energiegehalt pro L bzw. pro kg [kWh]

Aktuelle Preisauszeichnung an der Tankstelle

SUPER 1,68 €/L Autogas 0,78 €/L 1,03 €/kg

DIESEL 1,32 €/LBÄ

Darstellung nach LBÄ

SUPER 1,68 €/L Autogas 1,00 €/LBÄ

Erdgas 0,67 €/LBÄ

DIESEL 1,48 €/L

Zieldarstellung an der Tankstelle

SUPER 1,68 €/L Autogas 0,78 €/L

Erdgas 0,67 €/LBÄ

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Ottomotoren mit CNG-Betrieb –

Überblick der CNG-spezifischen Umfänge

25. September 2014 Seite 12

Wesentliche Komponenten

Zylinderkopf / Ventiltrieb

Kurbeltrieb / Kolbengruppe

Gas Einspeiseventile / Gasleitung

Elektronischer Gasdruckregler

Kühlkreislauf

Motorsteuergerät

Katalysator / Abgasturbolader (ATL)

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

CO2-Vorteile von CNG-Fahrzeugen: Treibhaus-

gas-Emissionen well-to-wheel in g CO2 äq/km

25. September 2014 Seite 13

164* 156

141

124

100 111

95

75

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Benzin Diesel Autogas Erdgas(EU

Erdgasmix)

Erdgas mit 20 %

Biomethan

100 %Biomethan

(Mist)

Ethanol Biodiesel E-Mobilität(EU Strommix)

E-Mobilität(100 %

Windstrom)

- 24 % - 39 % - 97 %

* Referenzfahrzeug: Ottomotor (Benzin Saugmotor); Verbrauch 6 l/100 km Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Bereits heute sind alternative Kraftstoffe

umfassend im Einsatz

25. September 2014 Seite 14

Kraftstoffbezeichnung Anteil ist einsetzbar in …

Ott

o

E100 100 % … allen FlexFuel Motoren in

Brasilien

E85 (Beim. 85 % Ethanol) 85 % … MultiFuel Motoren in Schweden

E10 (Beim. 10 % Ethanol) 10 % … allen TSI und MPI Motoren

Ott

o G

as

CNG 100 % … EcoFuel und TGI Motoren

Biomethan 100 % … EcoFuel und TGI Motoren

Die

sel

B7 (Beim. 7 % Biodiesel) 7 % … allen TDI Motoren

HVO (Hydrierte Pflanzenöle) bis 100 % … allen TDI Motoren

BtL (synthetischer Kraftstoff) bis 100 % … allen TDI Motoren

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Das Spektrum der Hybridisierung reicht von elek-

trischer Unterstützung bis zum elektrischen Fahren

25. September 2014 Seite 15

Nur mit effizienten Aggregaten lassen sich sparsame Hybride darstellen

• Emotionalisierung (Boost)

• CO2-Einsparung 10…15%

Mild

• Elektrisches Fahren

• CO2-Einsparung 20…25%

Full

• Elektrofahrzeug ohne

Kompromisse

• CO2-Einsparung bis 60%

Plug-In

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Plug-In Hybridtechnologie – Der Volkswagen XL1

25. September 2014 Seite 16

Elektrische Reichweite ~ 50 km

Geschwindigkeit max. 160 km/h

0…100 km/h 11,7 s

Verbrauch (NEFZ) 0,9 l/100 km

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Der Golf Plug-In Hybrid – Golf GTE

25. September 2014 Seite 17

Antrieb

1,4l 110 kW TSI

Elektromotor mit 75 kW

Getriebe: DQ400E

System-Drehmoment: 350 Nm

System-Leistung: 150 kW

Geschw. max. 217 km/h bzw. 222km/h (kurzzeitig)

0…100 km/h: 7,6 s Lithium-Ionen-Batterie

Energieinhalt: 8,8 kWh

Gewicht: 125 kg AC-Ladedose

Tanksystem

Benzin: 40 Liter

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Alternative

Kraftstoffe

Alternative

Antriebe

Konventionelle

Maßnahmen

Produkte des Volkswagen Konzerns für aktuelle

und zukünftige Mobilitätsanforderungen

25. September 2014 Seite 18

Panamera Hybrid

Urban Concept

Q5 Hybrid

Nils

Golf Blue-e-Motion

XL1

Golf TDI BlueMotion Touareg Hybrid

e-up!

Porsche 918 Spyder

Jetta Hybrid

Golf PHEV

eco up!

CrossBlue

Hymotion

Golf TSI BlueMotion

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Mehr als eine Vision – Nachhaltige Mobilität

25. September 2014 Seite 19

CO2-neutrale

und nachhaltige

Mobilität

Brennstoffzelle

Verbrennungsmotor

CO2-neutrale Elektrizität

konventionelle Elektrizität

konventionelle Kraftstoffe

Hybridantriebe

Batteriefahrzeuge

Plug-In Hybride

CO2-neutrale Kraftstoffe (flüssig, gasförmig)

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