Karl Mauer Direktor Technol · PDF fileQuelle: ACEA Schärfere Vorschriften: CO2 ... 1995...

General Motors EuropaKarl Mauer Direktor Technologiekommunikation

Das E-Flex Konzept imUmfeld

veränderter Energie-Szenarien



Bevölkerungswachstum und globaler FahrzeugbestandBevölkerungswachstum und globaler Fahrzeugbestand

8

6

4

2

01980 1900 2000 2020

0%

8%

10%

12%

16%Globaler FahrzeugbestandBevölkerung

Mill

iard

enM

ensc

hen

Zuw

achs

rate

Fahr

zeug

best

and

Quellen: U.S. Census Bureau International Population Database, GM Global Market & Industry Analysis

202015 Prozent Fahrzeughalter

1.1 Milliarden Fahrzeuge aneinandergereiht …… würden die Erde 125 mal umrunden

Wachsende Bevölkerungszahlen und steigende Anzahl von Fahrzeughaltern

bestimmenden globalen Fahrzeugbestand

Regionale MärkteTechnologietrends und gesetzlicheRahmenbedingungen


NordamerikaRelativ niedrige Kraftstoffpreise(aber in starker Veränderung)95% Benzinmotoren, Dieselantriebevorwiegend in großen Trucks65% 6/8-Zylindermotoren, 90% automatische GetriebeHybrid-Marktanteil bei 2%, weiteresWachstum wird erwartetDie größte Herausforderung bestehtbei U.S. CAFE und den Emissionsvorschriften (besondersfür Diesel)

Lateinamerika

Führend bei alternativenKraftstoffen (speziell Ethanol)

Ottomotoren stellen 90% des Marktes dar

Fast 95% sind 4-Zylinder Motoren, 90% manuelle Getriebe

Hauptherausforderung besteht beiden Produktkosten



Asien und Pazifische RegionBenzinmotoren machen 85% des Marktes aus90% 3-4-Zylinder Motoren, 55% automatische GetriebeDiesel und Hybrid Marktanteilesind beide niedrig, jedochwachsendHauptherausforderung sind neueVerbrauchs-/Emissionsvorgabenin einem diversifizierten, schnellwachsenden Markt



Globale Verbrauchsvorgaben – MVEG ZyklusGlobale Verbrauchsvorgaben – MVEG Zyklus

100

125

150

175

200

225

250

275

300

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

Year

MVE

G C

ycle

Adj

uste

d G

HG

, g C

O2/

km

Ca lifornia(denied)

R egu la to ry Vo lun ta ry

China

India

Japan

US (T ruck O nly)

US (Car O nly)

KoreaT hailand

New Zealand

Europe

Canada

Australia

Propos ed

Phase 1

Phase 2

Phase 3 (est.)Japan 2010 ta rget(s e t in 1998) w asach ieved in 2004!

US

U nles s no ted , a ll da ta p lo tted is anequiva len t flee t average requ irem ent

EuropaRelativ hoheKraftstoffpreiseDiesel und Benzinermit gleichenMarktanteilen85% 4-Zylinder Motore, 80% manuelle GetriebeHauptherausforderungist die weitereReduzierung des CO2 –Ausstoßes und die Erfüllung der Euro 5/6 Emissionsvorgaben



Europäische Umweltvorgabensind nicht einheitlichEuropäische Umweltvorgabensind nicht einheitlich

Unterschiedliche Ebenen von CO2- and Emissions-Vorgaben– EU Ebene (EU 2012 CO2, EU5/EU6)– Länderebene (Registrierung, Steuergesetzgebung)– Städteebene (Einfahrbeschränkung für Innenstädte)

Unterschiedliche Unterstützung alternativerKraftstoffe– Die Länder unterstützen den Einsatz alternativer Kaftstoffe

(Erdgas, E85, Biodiesel) unterschiedlich stark– Kein fester Standard für alternative Kraftstoffe (speziell

Biokraftstoffe)

Unterschiedliche Ebenen von CO2- and Emissions-Vorgaben– EU Ebene (EU 2012 CO2, EU5/EU6)– Länderebene (Registrierung, Steuergesetzgebung)– Städteebene (Einfahrbeschränkung für Innenstädte)

Unterschiedliche Unterstützung alternativerKraftstoffe– Die Länder unterstützen den Einsatz alternativer Kaftstoffe

(Erdgas, E85, Biodiesel) unterschiedlich stark– Kein fester Standard für alternative Kraftstoffe (speziell

Biokraftstoffe)

Innerhalb eines Jahrzehnts werden die zulässigen Emissionen um den Faktor 10 abnehmen

Seit Beginn gesetzlicher Regelungen Emissionen bereits um über 90% reduziert

Dieselmotoren von GM emittieren heute 70% weniger Partikel und 90% weniger NOx als vor 10 Jahren

Schärfere Abgasvorschriften in EuropaSchärfere Abgasvorschriften in Europa

HC

19701970

NOx

CO

HC + NOx

1980198019901990

2000200020052005

EWG70/220

EWG77/102

EWG83/351 EWG

88/436 EU1EU2 EU3 EU4

HC

19701970

NOx

CO

HC + NOx

1980198019901990

2000200020052005

EWG70/220

EWG77/102

EWG83/351 EWG

88/436 EU1EU2 EU3 EU4

Europäische Abgasgrenzwerte für Pkw (Benzin)Europäische Abgasgrenzwerte für Pkw (Benzin)

COCO

19701970 PMPMHC + NOxHC + NOx

1980198019901990

2000200020052005

EWG83/351 EWG

88/436

EU1

EU2EU3 EU4

Europäische Abgasgrenzwerte für Pkw (Diesel)Europäische Abgasgrenzwerte für Pkw (Diesel)

• Im Gegenteil – die Reduktion von Stickoxiden erfordert eine „fettere“ Verbrennung, was CO2 erhöht

• Dieser Mehrverbrauch muss durch zusätzliche CO2 Maßnahmen kompensiert werden

• CO2 ist nicht Bestandteil der Abgasnormen

• CO2 ist das natürliche Produkt einer Verbrennung und damit kein Schadstoff und steht in direkter Relation zum Verbrauch

• Eine strengere Abgasnorm führt nicht zu geringerem Verbrauch

Zusammenhang zwischen CO2 und Abgasnormen

Durchschnittliche Emissionen

186 g/km

2006: 160 g/km

Erwartete EU-Vorschrift 2012: 120 g/km

CO2 Emissionen in g/km

Quelle: ACEA

Schärfere Vorschriften: CO2 - ReduzierungSchärfere Vorschriften: CO2 - Reduzierung

Gegenläufige TrendsGegenläufige Trends

80%

90%

100%

110%

120%

130%

140%

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Average CO2 EmissionVehicle MassPowerCapacity

Die Berücksichtigung der EnergievielfaltDer Weg zur Elektrifizierung des FahrzeugsDie Berücksichtigung der EnergievielfaltDer Weg zur Elektrifizierung des Fahrzeugs

EnergiequelleEnergiequelle EnergieträgerEnergieträger AntriebssystemAntriebssystemUmwandlungUmwandlung

ICE Hybride

Batterie

Plug-In Hybrid ICE

Brennstoffzelle

Regionale NischenICE

Range-Extended EV:IC/Brennstoffzelle

VerbrennungsmotoreBenzin/Diesel

1. & 2. Gen. Biokraftst.

SyngasCO, H2

Bat

terie

Künstliche Kraftst.

Rohöl basierend

Kernenergie

Kohle

Natürliche Gase

Biomasse

Erneuerbare Energien(Solar, Wind, Wasser)

Öl (konventionell)

Öl (nicht-konvent.)

Elek

trifi

zier

ung

Flüssig

Regionale NischeGasförmig

(z.B.. CNG)

Elektrizität

Wasserstoff

Zukünftige Antriebstechnologie -Die Strategie von GM Zukünftige Antriebstechnologie -Die Strategie von GM

Verbesserte Verbräuche

und Emissionen


und Emissionen

Abhängigkeit vonÖl reduzieren


EnergievielfaltEnergievielfalt

Hybrid Fahrzeuge(einschl.

Plug-In HEV)Weiterentwicklung

Verbrennungsmotoreund Getriebe

WasserstoffBrennstoffzelle

Öl basierend (konventionelle und alternative Quellen)

Biokraftstoffe (Ethanol E85, Bio-Diesel)

Wasserstoff

Elektrizität (konventionelle und alternative Quellen)

Batterie getrieb.elektr. Fahrz.

(E-Flex)

ZeitZeit

Reduzierungder Emissionen und

des VerbrauchsHCCI

Verbrennungsregelung (closed loop)

Direkteinspritzung

Zylinderabschaltung

Hoch-AGR-Konzepte

Variable Ventiltriebe

Verringerung der Reibverluste

Aufladung

Weiterentwicklung von Motoren BenzinerWeiterentwicklung von Motoren Benziner

mittelfristig langfristigkurzfristig

Hoch-AGR mitgeregelter Ladungsbew.

Benzin-Direkteinspritzung

Variable Ventiltriebe

Aufladung und „Downsizing/Rightsizing“

Zylinderabschaltung

Strategie für BenzinmotorenStrategie für Benzinmotoren

Reduzierungder Emissionen und

des Verbrauchs

mittelfristig langfristigkurzfristig

Homogene Dieselverbrennung (HCCI)

NOx-Nachbehandlung Harnstoff SCR oder Lean NOx Trap

Injektor-Technologie neueste Generation

Verbrennungsregelung (Closed Loop)

Verbesserte AGR-Kühlung

Vorgemischte Verbrennung bei Teillast

Oxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter

Weiterentwicklung der Turboaufladung (Variable Geometrie, Mehrstufigkeit)Verringerung der Reibverluste

Weiterentwicklung von Motoren DieselWeiterentwicklung von Motoren Diesel

Benziner vs. Diesel: Entwicklung CO2EmissionBenziner vs. Diesel: Entwicklung CO2Emission

Turbo-aufladung

Vereinfachte Low-Cost-Version

SIDI VVTSIDI

mager

PDA

Turbodiesel optimierte

Verbrennung

Benziner PFI mit AGR

+ Start-Stop

Kom

bina

-tio

nen

Downsizing inkl. besseres Startverhalten

+ DPF

+ NOx-Nachbehandlung

Diesel Oxi-KatCommon-Rail

Niedrigtempera-turverbrennung

BioethanolBioethanol• Saab war 2007

Marktführer bei E85-fähigen Produkten in Europa

• “Biopower” verbindetdie E85 Möglichkeitenmit Turboaufladung

• Das E85-Angebot wirdzügig auf weitereMarken in Europaausgedehnt

• GM hat 3 Millionen E85-fähige Fahrzeuge in den USA auf den Marktgebracht

• In Brasilien sind 95% des gesamten GM Portfolios flex-fuel Bioethanol

¶ Bis zu 96 Prozent Reduzierung von “Treibhaus” Emissionen in der“Source-to-Wheel” Bilanz verglichen mit Benzinmotoren

¶

¶ Die strategischen Partnerschaften mit Coskata und Mascoma in den USA werden durch weitere europäische Kooperationen ergänzt

¶ Bis zu 96 Prozent Reduzierung von “Treibhaus” Emissionen in der“Source-to-Wheel” Bilanz verglichen mit Benzinmotoren

¶

¶ Die strategischen Partnerschaften mit Coskata und Mascoma in den USA werden durch weitere europäische Kooperationen ergänzt

Städtische. und industr.Abfälle

Städtische. und industr.AbfälleHolzabfälleHolzabfälle Gräser/

Energier. PflanzenGräser/

Energier. Pflanzen

Strategische Kooperationen -BiokraftstoffeEthanol auf Cellulose-Basis

Strategische Kooperationen -BiokraftstoffeEthanol auf Cellulose-Basis

Zellulose-basis



und Emissionen


und Emissionen










Wasserstoff



(E-Flex)

ZeitZeit

Entwicklung unterschiedlicher HybridsystemeEntwicklung unterschiedlicher Hybridsysteme

Strong Hybrid(Two-Mode)

Motor aus im Leerlauf

Regeneratives Bremsen im gesamten FahrzyklusElektrisches AnfahrenMotoroptimierung

Motor aus bei VerzögerungRegeneratives BremsenElektrische Boost-Funktion

Batterie

Ges

amt-F

ahrz

eugl

eist

ung

Max

imal

ante

ile

Verbrennungsmotor

TwoMode

DownsizingReiner Elektroantrieb

Mild Hybrid (BAS+)

Micro Hybrid(Start-Stop)

Elektrisch betriebene Konzept-FahrzeugeElektrisch betriebene Konzept-Fahrzeuge

• Beitrag zurBatterieentwicklung

• Fertigungsentwicklungbereits initiiert

• Beitrag zurBatterieentwicklung

• Fertigungsentwicklungbereits initiiert

Chevrolet Volt Concept

Chevrolet Volt Concept

Opel FlextremeConcept

Opel FlextremeConcept

• Reine Elektrofahrzeug-Architektur

• Erweiterte Reichweiten

• Reine Elektrofahrzeug-Architektur

• Erweiterte Reichweiten

GM E-FlexGM E-FlexAm regulären Stromnetz aufzuladenFahrzeugantrieb durch Elektrizität, die an Bordgespeichert oder erzeugt wird

High Tech BatterieGenerator an Bord betriebenFür Betrieb mit Brennstoffzelle geeignet

E-Flex ermöglicht Betrieb mit unterschiedlichenEnergieträgern

Am regulären Stromnetz aufzuladenFahrzeugantrieb durch Elektrizität, die an Bordgespeichert oder erzeugt wird

High Tech BatterieGenerator an Bord betriebenFür Betrieb mit Brennstoffzelle geeignet

E-Flex ermöglicht Betrieb mit unterschiedlichenEnergieträgern

Extended-Range Electric Vehicle (E-REV)Extended-Range Electric Vehicle (E-REV)

120 kW (163 PS)Elektromotor322 Nm Drehmoment

120 kW (163 PS)Elektromotor322 Nm Drehmoment

FrontantriebFrontantrieb


16 kWh Lithium-IonenBatterie16 kWh Lithium-IonenBatterie

Speichermöglichkeit für Elektrizitätaus dem regulären Netz

Speichermöglichkeit für Elektrizitätaus dem regulären Netz


1.4 Liter Vierzylindermotor53 Kilowatt Generator

1.4 Liter Vierzylindermotor53 Kilowatt Generator

E-FlexReichweiten-ErhöhungStromerzeugung an Bord

E-FlexReichweiten-ErhöhungStromerzeugung an Bord


E-REV Lade-AnschlüsseE-REV Lade-Anschlüsse

Nachladen derBatterie aus demregulären Netz

Nachladen derBatterie aus demregulären Netz

Volt: Vorteile für den VerbraucherVolt: Vorteile für den Verbraucher

Erspart Kunden mit einem täglichen Fahrprofilvon ca. 60 km die Fahrt zur Tankstelle und ermöglicht emissionsfreien Betrieb

Batterie am 220 Volt Stromnetz aufladbar, Ladezeit ca. 3,5 Stunden

Konventionelle Reichweite durch Zuschaltungeines kleinen Verbrennungsmotors während derFahrt zur Ladung der Lithium-Ionen Batterie

Erspart Kunden mit einem täglichen Fahrprofilvon ca. 60 km die Fahrt zur Tankstelle und ermöglicht emissionsfreien Betrieb

Batterie am 220 Volt Stromnetz aufladbar, Ladezeit ca. 3,5 Stunden

Konventionelle Reichweite durch Zuschaltungeines kleinen Verbrennungsmotors während derFahrt zur Ladung der Lithium-Ionen Batterie

E-Flex StatusE-Flex StatusFahrzeug im regulären Entwicklungsprozess

Über 150 Ingenieure im E-Flex Projekt-Team

400 Ingenieure aus dem Brennstoffzellen-Entwicklungsteam in Projekte mit konkretenEntwicklungsaufträgen verlagert

Fahrzeug im regulären Entwicklungsprozess

Über 150 Ingenieure im E-Flex Projekt-Team

400 Ingenieure aus dem Brennstoffzellen-Entwicklungsteam in Projekte mit konkretenEntwicklungsaufträgen verlagert



und Emissionen


und Emissionen










Wasserstoff



(E-Flex)

ZeitZeit

GM: Breites BrennstoffzellenProgrammProgramm

HydroGen3

AUTOnomy

Hy-wire

Sequel

Zafira HydroGen3Zafira HydroGen3

HydroGen4 / Equinox Fuel CellProjekt “Driveway”HydroGen4 / Equinox Fuel CellProjekt “Driveway”Der bis dato größte Markttest fürBrennstoffzellenfahrzeugeDer bis dato größte Markttest fürBrennstoffzellenfahrzeuge

• Die 4. Generation der GM-Brennstoffzellenflotte

• Mehr als 100 Fahrzeugewerden direkt von Kundengetestet

• 10 Fahrzeuge werden imRahmen der “Clean Energy Partnerschaft” CEP ab Ende des Jahresin Berlin getestet

• Die 4. Generation der GM-Brennstoffzellenflotte

• Mehr als 100 Fahrzeugewerden direkt von Kundengetestet

• 10 Fahrzeuge werden imRahmen der “Clean Energy Partnerschaft” CEP ab Ende des Jahresin Berlin getestet

Herausforderungen meisternHerausforderungen meisternEs ist das erklärte Ziel von GM, die Herausforderungen zielgerichtetzu erfüllen und hierbei eine führende Position einzunehmenBei der weiterer Reduzierung des CO2 Ausstoßes ist darauf zuachten, dass Fahrzeuge und Technologien für den Kundenerschwinglich bleibenDie Regierungen nehmen eine Schlüsselposition ein:

– Definition von geeigneten Rahmenbedingungen um Standards für alternative Kraftstoffe und die notwendige Tankstellen-Infrastruktur einzuführen

– Anreize für Autokäufer, sich schnell modernen, umweltschonenden Technologienzuzuwenden

Die Veränderungen können ein positives Momentum für die Automobilindustrie bewirken. Die Flexibilität für unterschiedliche Kundenwünsche in den unterschiedlichen Regionen muss gemäß Marktentwicklung gewahrtwerden

Es ist das erklärte Ziel von GM, die Herausforderungen zielgerichtetzu erfüllen und hierbei eine führende Position einzunehmenBei der weiterer Reduzierung des CO2 Ausstoßes ist darauf zuachten, dass Fahrzeuge und Technologien für den Kundenerschwinglich bleibenDie Regierungen nehmen eine Schlüsselposition ein:

– Definition von geeigneten Rahmenbedingungen um Standards für alternative Kraftstoffe und die notwendige Tankstellen-Infrastruktur einzuführen

– Anreize für Autokäufer, sich schnell modernen, umweltschonenden Technologienzuzuwenden

Die Veränderungen können ein positives Momentum für die Automobilindustrie bewirken. Die Flexibilität für unterschiedliche Kundenwünsche in den unterschiedlichen Regionen muss gemäß Marktentwicklung gewahrtwerden

Ein klares Statement …Ein klares Statement …

““GM's advanced propulsion strategy is, simply GM's advanced propulsion strategy is, simply put, to offer a broad range of clean and efficient put, to offer a broad range of clean and efficient vehicles powered by different sources of energy vehicles powered by different sources of energy to respond optimally to local consumer needs to respond optimally to local consumer needs around the globe.” around the globe.”

Rick WagonerRick WagonerCEO, General Motors CorporationCEO, General Motors Corporation

Geneva Motor Show 2008Geneva Motor Show 2008

General Motors EuropaKarl Mauer Direktor Technologiekommunikation





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