Antriebskonzepte für die Mobilität von morgen

Abstract

Antriebskonzepte für die Mobilität von morgen Klimawandel und Umweltschonung, Umsteuern bei Energie und Ressourcen, neue Mobilitätsmuster und Urbanisierung, das sind Megatrends, die uns weltweit begegnen. Damit die Antriebskonzepte für die zukünftige Mobilität diesen sehr weitreichenden Veränderungen entsprechen, müssen im Hinblick auf eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen vorhandene Technologien weiter verbessert und neue Technologien geschaffen werden. Dies führt zu vielfältigen Entwicklungsanstrengungen bei der Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren. Weitere Vorteile werden durch die Kombination von Verbrennungsmotor und Elektromotor (Hybridisierung) erzielt. Ein neuer Ansatz des DLR ist dabei der Freikolbenlineargenerator, bestehend aus einem Freikolbenverbrennungsmotor und einem elektrischen Lineargenerator. Variable Verdichtung und Hubraum geben Aussicht auf hohe Teillastwirkungsgrade. Energetisches Potential liegt zudem bei verbrennungsmotorischen Antrieben in der Nutzung der Verlustwärme bzw. der Abgasenthalpie. Der Thermoelektrische Generator ist eine Möglichkeit einen Teil davon zurückzugewinnen und wieder als elektrische Energie bereitzustellen. Zur Realisierung zunehmender Hybridisierung ist die Batterietechnologie ein wichtiger Schlüsselfaktor. Nach Nickel-Metallhydrid besitzen Lithium-Ionen-Akkumulatoren eine höhere Energiedichte, die aber sicherheitstechnisch aufwändiger zu behandeln sind. Die elektrischen Energiespeicher und auch die Leistungselektronik bilden dabei eine Brücke zu rein elektrischen Antrieben auf Basis von Brennstoffzellensystemen bzw. leitungsfähigen Batterien im Elektrofahrzeug. Die Brennstoffzellentechnik mit dem Energieträger Wasserstoff wird als langfristige Option zum Niedrigemissionsfahrzeug gesehen. Bei einer Tank-to-Wheel Betrachtung erreicht man hier Emissionsfreiheit. Um diesem Ziel auch bei einer Gesamtbetrachtung nahe zurücken, müssen die Wasserstoffherstellung und die -Speichertechnologie weiter verbessert werden. Die Bewertung der Antriebsstrangtechnologien „für die Zukunft“ wird daher zwingend an der Frage der Verwendung der Kraftstoffe im Fahrzeug zu spiegeln sein. Neben Wasserstoff als langfristigem Ziel unter den Energieträgern, gibt es mit den Biokraftstoffen der zweiten Generation eine zeitlich vorgezogene Alternative zur Senkung der Emissionen. Die automobile Technik hat schon viel erreicht. Mit der Verbesserung der Verbrennungsmotoren, dem Einsatz von Hybridtechnologie und langfristig mit der Brennstoffzelle als Energiewandler sind wir auf einem guten Weg, Mobilität auch Morgen nachhaltig verzichtsfrei und finanzierbar zu gestalten.