Dr. Johannes Arning Produktmanagement Aggregate, Volkswagen … · 2015. 8. 4. ·...
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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
Dr. Johannes Arning Die Rolle des Verbrennungsmotors auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität 25. September 2014 Seite 2
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
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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
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• 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
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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
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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
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- 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
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C H
H
H Methan (CH4)
H
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Alternative
Kraftstoffe
Alternative
Antriebe
Konventionelle
Maßnahmen
Erdgas 1,03 €/kg
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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
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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
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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
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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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