Mercedes-Benz INSIGHTS: Hinter den Kulissen der BlueEFFICIENCY Entwicklung - Teil 3

[Mercedes-Benz]

Im dritten Teil unserer BlueEFFICIENCY-INSIGHTS sprachen wir mit den vier BlueEFFICIENCY-Ingenieuren von Mercedes-Benz in Stuttgart über die öffentliche Klimadebatte, CO2-Grenzwerte und Elektrofahrzeug-Reichweiten. In vier Teilen wollen wir vom Mercedes-Benz Blog die Experten zu Wort kommen lassen. Die Ingenieure sind aus allen Fachbereichen von BlueEFFICIENCY und arbeiten Hand in Hand für verbrauchsoptimierende Maßnahmen im Hause Mercedes-Benz.

Die weiteren Teile des Interviews gibt es jeden Mittwoch hier im Mercedes-Benz Blog zu lesen.

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Mercedes-Benz Blog: Elektroauto, Brennstoffzelle, Erdgasantrieb, BlueTec Diesel oder Hybrid – im Unterschied zu anderen Automobilherstellern setzt Daimler bei (alternativen) Antrieben nicht auf einen Königsweg, sondern auf modulare Bausteine und deren intelligente Verknüpfung.

RS: "Richtig ist, dass wir alle genannten Konzepte entwickeln und diese modular aufgebaut sind. Aber auch die anderen Hersteller, sicher in unterschiedlicher Ausprägung, sind an allen diesen Konzepten dran. Die Erklärung ist relativ einfach: Im Moment befinden wir uns in der Automobilindustrie am Übergang in ein neues Zeitalter. Die öffentliche Klimadebatte hat dazu geführt, dass die Automobilindustrie als Haupt-Klimaveränderer gesellschaftlich toleriert am Pranger steht. Da gibt es gesetzliche Rahmenvorlagen, die werden in ihren Stufen immer schärfer.

Für 2012 - 2015 liegt der CO2-Grenzwert in der EU bei 120 Gramm, für 2020 wird über 95 Gramm nachgedacht. Dazu kommt, dass die CO2-Vermeidungskosten zwischen den Industriesektoren zu Ungunsten des Automobils ungleich verteilt sind. Das führt logischerweise zu einem veränderten Produktangebot. Elektrisch betriebene Fahrzeuge ermöglichen eine emissionsfreie Fahrt, was sicher vor allem in großen Metropolen gut für die Luftqualität ist. Allerdings werden wir lange Strecken, wie z.B. Stuttgart – Hamburg auch in Zukunft nicht mit Elektromobilität bestreiten können."

Mercedes-Benz Blog: Wird das nie funktionieren?

RS: "Nach heutigem Kenntnisstand wüsste ich nicht, wie wir bis 2020 diese Strecke mit alltagstauglichen Fahrzeugen rein elektrisch fahren. Also technisch geht das bestimmt, aber dann hat man keinen Platz mehr für Passagiere (lacht). Es wird mit Sicherheit solche Fahrten geben, aber dann ist das Auto vollgepackt mit Batterien."

Mercedes-Benz Blog: Und der Komfort leidet dann natürlich auch...

RS: "Das vielleicht nicht, aber man könnte dann nur eine Person komfortabel transportieren. Es wird auch bis 2020 eine Legitimation für konventionelle Fahrzeuge geben, denn auf langen Strecken ist ein aerodynamisch optimiertes Auto mit betriebswarmem Motor kaum zu schlagen. Ob die Fahrzeuge dann immer hybridisiert sind wird sich noch zeigen, wobei es hier im Premiumsegment sicher einen großen Bedarf geben wird. Die Logik ist, wenn man im Jahr 2020 von Stuttgart nach Berlin fährt und in Berlin vielleicht eine Zone rund um den Reichtag ist, in die man nur noch elektrisch einfahren darf, dann müsste man an den Toren Berlins aus dem konventionellen Fahrzeug umsteigen auf ein Elektro-Fahrzeug, oder eben ein Fahrzeug haben, das in der Lage ist, auf Knopfdruck umzuschalten."

Mercedes-Benz Blog: Welche besonderen Einsatzmöglichkeiten gibt es für das Elektrofahrzeug?

RS: "Ein Elektrofahrzeug ist für mich das ideale Fahrzeug für den typischen Familienmanager-Zyklus. Dieser Zyklus ist für mich der entscheidende. Ich sehe das an meiner Frau. Sie fährt mit unserem Zweitwagen 3.000 Kilometer im Jahr. Sie fährt dabei 5 bis 10 Mal am Tag Ultra-Kurz-Strecken, mit durchschnittlich 2 Kilometern. Einzige Ausnahme, wenn sie zur Arbeit fährt, da muss sie 10 Kilometer am Stück fahren. Ansonsten von uns in die Schule, zum Sportplatz oder in den Supermarkt und wieder zurück.

Das Auto wird also nie wirklich warm. Aus Sicht des Verbrennungsmotors als Antriebskonzept ist das ziemlicher Unsinn. Lassen Sie jetzt so ein Elektro-Fahrzeug eine gesicherte Reichweite von 100 Kilometern haben, was wenig wäre. Dann müsste meine Frau im Jahr für ihre 3.000 Kilometer nur 30 Mal an die Steckdose. Das ist gar nichts und tut auch nicht weh. Natürlich wird sie die ersten paar Monate jeden Abend froh sein, wenn sie es wieder einstecken und vollladen kann. Es wird vielleicht ein halbes Jahr dauern, bis sie Vertrauen in die Technologie schöpft und begreift, dass man erstmal eine Woche damit fahren kann. Und dann lädt sie vielleicht erst am Wochenende wieder."

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Mercedes-Benz Blog: Da gibt es wohl große Berührungsängste?

RS: "Wir haben uns in den letzten Jahren sehr intensiv mit Elektro-Mobilität auseinandergesetzt. Nehmen wir mal an, du bist noch nie elektromobil gefahren, dann ist das immer erstmal befremdlich. Entdeckungsstufe 1: Man sitzt in einem solchen Fahrzeug drin und die erste Reaktion der Menschen ist immer, „ich höre gar nichts“, und „das ist ja Wahnsinn, wie das abgeht“. Ich habe da ja ein Drehmoment von der ersten Sekunde an, Schalten erfolgt stufenlos, also ohne Kraftunterbrechung. Vermutlich hängst du an der Ampel auf den ersten 40 Metern sogar einen Sportwagen ab."

Mercedes-Benz Blog: Wie sind die bisherigen Reaktionen darauf?

RS: "Wenn sich jemand herantraut an Elektromobilität, ist das erste Erlebnis ein Staunen: „Wow, hätte ich nie gedacht!“ Wir haben vergangenes Jahr ein nettes Experiment gemacht, sowohl in der Formel 1 als auch in der DTM. Wir haben versucht, BlueEfficiency und Elektromobilität am Rande des Rennens in Nürnberg am Norisring, vorzustellen: Interviews am Stand und wir wollten sehen, wie das Ganze so ankommt und wie die Leute darauf reagieren.

Wir hatten auch Elektro-Smarts dabei, die waren in den Farben der Mercedes-DTM Flotte lackiert und haben den Fahrer-Korso vor Rennbeginn bestritten. Meist nimmt man da die dicksten V6- oder V8-motorisierten Wagen. Und da nimmt man die Ovation des Publikums in Empfang, gibt hin und wieder Gas, lässt die Fehlzündungen knallen, das gehört schließlich dazu. Mercedes-Benz hat dafür aber die Elektro-Smarts in den Farben der Fahrer für das Korso verwendet. Da sind dann unsere DTM-Fahrer mit den Elektro-Smarts die Runde gefahren. Das war wirklich verblüffend, weil die Leute es kaum mitbekommen haben. Als sie dann auf die Zielgerade einbogen, kam ein Hinweis per Lautsprecher, und schlagartig wurde dieses ganze Stimmengewirr, dieses ganze Durcheinander an Geräuschen still. Und in dieser totalen Stille sind die Fahrer dann vorgefahren und ausgestiegen. Wahnsinn! Es war auch für unsere Rennfahrer eine Neuentdeckung, weil sie vorher noch nie Elektro-Smart gefahren sind und anschließend alle total begeistert waren."

Mercedes-Benz Blog: Also ein sehr emotionales Erlebnis?

RS: "Das erste Herangehen ist ein Wow-Gefühl! Das garantiere ich Ihnen. Die zweite Entdeckungsstufe ist dann, wenn du so ein Fahrzeug mal probehalber für eine Woche hast. Das ist die Phase des „Blut-und-Wasser-Schwitzens“, ob der Tank also die Batterie wohl noch reicht, die nächste Steckdose ist gefühlt am anderen Ende der Welt, „komme ich noch zurück nach Hause“ und „was passiert wenn ich auf der Autobahn liegen bleibe“? Da schreiben die Leute in ihrem Erfahrungsbericht: „Ich habe angefangen gegen diese Anzeige zu klopfen, weil ich dachte, das kann doch nicht sein, das muss kaputt sein.“ Witzig eigentlich, weil da gar mechanischer Zeiger mehr hängen bleiben kann, sondern 10 LEDs, die dir anzeigen, wie viel Rest-Ladung du noch in der Batterie hast. Nach ein paar Wochen haben die Kunden aber die Stufe 3 erreicht: das Vertrauen in die Reichweite ist gewachsen, du planst deine täglichen oder wöchentlichen Fahrten anders und weißt immer, wie weit du noch kommst. Dann bleibt meist die ungetrübte Freude über die geräuschlose Fortbewegung."

Mercedes-Benz Blog: Ist das denn der Batterie zuträglich, wenn ich sie jeden Abend an die Steckdose hänge?

AM: "Die von uns eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien sind da im Vergleich zu anderen Batterietechnologien klar im Vorteil. Effekte sind insbesondere bei hoher Ladung/SOC und hohen Temperaturen jedoch nicht ganz weg zu diskutieren. Sie werden ein Fahrzeug mit hoher Batterierestkapazität aber auch nicht gleich wieder an die Steckdose hängen. Der Ladevorgang ist nicht linear, die letzten 10 Prozent nehmen 20 bis 30 Prozent der gesamten Ladezeit ein. Außerdem werden wir durch ein intelligentes Lademanagement den für die Alterung kritischen Batteriezuständen entgegenwirken."

Mercedes-Benz Blog: Wird man dann auch das Thema Gewicht bei Elektro-Autos eher in den Griff bekommen haben?

RS: "Das Gewicht ist bei einem konventionellen Fahrzeug gerade im urbanen Verkehr sehr entscheidend, was den Kraftstoffverbrauch angeht. Weil ich im Verkehr sehr viel Beschleunigungsenergie aufwenden muss und wenig konstant fahre. Das einzige, was man mit der Beschleunigungsenergie macht, ist beim Bremsen die Umwelt aufzuwärmen. Beim Elektro-Fahrzeug habe ich einen Mindest-Rekuperationswirkungsgrad Wirkungsgrad von 60%, in ein paar Jahren werden die Fahrzeuge bei 80 oder 85 Prozent sein. Das heißt, ich verliere nur noch 15 Prozent der Energie, die ich in die Beschleunigung gesteckt habe, den Rest hole ich mir wieder zurück durch Rekuperation (Energie-Rückgewinnung, Anm. d. Red.).

Im Fahrzeugbau ist eine rekuperative Bremse dann eine Nutzbremse, wenn mit ihr die Rückspeisung der Energie erfolgt. Entscheidend werden dann Rollreibung und Luftwiderstand, denn diese Energieverluste können nicht zurückgewonnen werden. Gewicht ist dann zwar nicht so entscheidend für die Reichweite aber bleibt wichtig im Fahrzeugkonzept. Um weiterhin hohe Zuladungen zu ermöglichen, muss ein Teil des Mehrgewichts der Batterien durch intelligenten Leichtbau und neue Materialkonzepte ausgeglichen werden."

Lest im nächsten Teil des Interviews wie das Auto der Zukunft aussieht, über die Abkehr von fossilen Brennstoffen und wie viele Elektroautos in 2015 wohl auf den Straßen fahren werden.

HIER gehts zum ersten Teil des INSIGHTS-Interviews zum Thema BlueEFFICIENCY.

HIER gehts zum zweiten Teil des INSIGHTS-Interviews zum Thema BlueEFFICIENCY.

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Unsere Interviewpartner:

Dr. Raimund Siegert, EP/SAE, als Abteilungsleiter zuständig für Energiemanagement. Einstieg ins Unternehmen 1995 als Forschungsingenieur im Bereich Simulation Windgeräusche. Dann 1999 zunächst Teamleiter für Akustik Simulationen in der Forschung, ab 2002 Teamleiter für Berechnung Betriebsfestigkeit in der Entwicklung. Seit 2004 Abteilungsleiter, zuständig für Energiemanagement, Verbrauch und Temperaturschutz.

Dr. Alexander Müller, EP/SAE, leitet das Team "Verbrauchs- und Energiemanagement“, Einstieg ins Unternehmen 1999 im Bereich "Berechnung thermischer Komfort".

Rainer Rossmann, EP/SAE, Einstieg ins Unternehmen 1999 im Bereich Forschung für numerische Optimierung und Simulation Gesamtfahrzeug, ab 2003 Berechnungsingenieur für F1-Motoren, seit 2008 Entwicklungsingenieur im Bereich "Verbrauchs- und Energiemanagement“.

Dr. Ernst Peter Weidmann, EP/SAE, als Entwicklungsingenieur tätig im Bereich "Berechnung thermische Absicherung", unterstützt die Kommunikationsaktivitäten rund um das Thema Energiemanagement, im Unternehmen seit 2007.

[Spurverbreiterung39389]

interessante darstellung der entdeckungstufen eines elektrofahrers. gibt es da tatsächlich schon soviel erfahrung? ich habe eher das gefühl, dass alle elektrofahrzeuge wohl eher shwocars sind, die man halt haben muss um gut dazustehen. die frage ist sowieso, was passiert mit soeinem auto im winter, da gibts keinen motor mehr, der das auto warm macht. also frieren wollte ich nicht.

[Goify]

Die werden wohl elektrisch heizen, was dann aber deutlich auf den Akku gehen wird.

Beim Prius ist die Heizung im Winter ein echtes Problem da der Motor in der Stadt so gut wie nie läuft und so nie auf Betriebstemperatur kommt. Gut kann das nicht sein. Der ADAC war da recht entsetzt.

[tobistenzel]

Beim Prius kommt es darauf an, wie man es einstellt. Wenn geheizt werden soll und das Kühlwasser zu kalt ist läuft der Motor, außer vielleicht im Eco-Mode. Besonders viel Heizleistung fällt am Motor natürlich nicht ab, das ist ja so ähnlich wie bei Dieselmotoren. Dafür gibt es aber bei neuen Modell den Wärmetauscher im Auspuff, um das Ganze etwas zu beschleunigen.

[Kurvenräuber19994]

23.9.2011

Meine Erwartung bei der Elektomobilität ist ein großes Netz für den Batteriewechsel.

Das könnte  in der Praxis so aussehen, dass ich bei einer größeren Fahrstrecke zu einer

Wechselstation fahre und ohne fremde Hilfe die Batterie austausche gegen eine aufgeladene.

Dazu ist ein genügend großes Netz nötig.Unter Einbeziehung von Handelsketten wie

Aldi, Lidl und dergleichen dürfte es eines Tages die Regel sein.

Nikolaus S.

[Goify]

Ich denke, die Akkus werden wohl über kurz oder lang viel kleiner werden, sodass man die in so ausreichender Zahl mitführen kann, dass man auch mal 1000 km am Stück fahren kann.

Auch vorstellbar wäre, dass doch alles mit CO2-neutral hergestelltem Wasserstoff läuft und wir entweder die Brennstoffzelle im Wagen haben um damit Strom zu erzeugen, welcher die E-Motoren antreibt oder aber direkt verbrennen, was unseren geliebten Verbrennungsmotor noch weiter am Leben halten könnte.

Bei Wasserstoff hat man eine derart hohe Energiedichte, dass nur wenige Kilogramm für Hamburg-Stuttgart locker reichen würden.

Ich bin da ganz gespannt, was auf uns zukommt.

[Spurverbreiterung39389]

@ Nikolaus S.

[ohne fremde Hilfe die Batterie austausche]

das würd ich gern sehen ... so eine batterie für 200 km reichweite wiegt doch mindestens 200 kg (also rund 1 kg pro km !), da muss man schon sehr muskelbepackt sein, um die selbst zu wechseln

http://www.auto-motor-und-sport.de/.../...elektro-antrieb-3257947.html

ausserdem würd ich sone batterie glaub nicht tauschen, wer weiss was die anderen mit der batterie gemacht haben. immerhin ist das ding das teuerste am ganzen auto

[Kurvenräuber19994]

24.9.11

Batteriewechsel an Wechselstationen

Bei unseren heutigen, technischen Möglichkeiten sind Entwicklungen geeigneter Hebezeuge und

dann in der Weiterentwicklung kleinere Batterien gut vorstellbar.

Schließlich wechselt jeder Landwirt Geräte an seinen Traktor mit größerem Gewicht,

dafür braucht er auch kein Hilfspersonal.

Wir müßen nur vorwärtsdenken wenn wir mit neuen Technologien arbeiten bzw leben wollen.

Nikolaus S.

[Mercedes-Benz]

@ tregeis

Im Gegensatz zu anderen Herstellern haben wir bei Mercedes bezüglich Elektromobilität bereits sehr viel Felderfahrung.

Am Weitesten reicht die Erfahrung mit unseren Brennstoffzellenflotten zurück. Seit 2006 sind unsere Fahrzeuge in ständig wachsender Stückzahl bei Kunden rund um die Welt in Betrieb. Brennstoffzellen sind Elektrofahrzeuge, die den Strom an Bord aus Wasserstoff erzeugen.

Auch bei den reinen Elektrofahrzeugen können wir auf eine große Erfahrung zurückgreifen. Bereits seit 2007 hatten wir in London einen Großversuch gestartet, bei dem ausgesuchte Kunden 100 elektro-Smart ein Jahr lang im Londoner Verkehr bewegt haben. Die Erkenntnisse sind in die Weiterentwicklung der Fahrzeuge eingeflossen, die seit diesem Jahr auch serienmässig produziert und von Kunden bestellt werden können.

Zudem profitieren wir auch von den Erfahrungen aus anderen Geschäftbereichen. So wird seit September 2010 der Vito eCell an Kunden ausgeliefert. Stand heute sind ca. 250 Vito eCell unterwegs und zeigen, dass sich die Technologie im Alltag bewährt.

[Mercedes-Benz]

Zum Thema Heizen im Innenraum:

Während bei konventionellen Fahrzeugen ein Teil der Verlustwärme des Verbrennungsmotors zum Heizen der Kabine verwendet werden kann, muss bei batterie-elektrisch betriebenen Fahrzeugen elektrisch geheizt werden. Im Fall der Brennstoffzellenfahrzeuge wird die Abwärme des Brennstoffzellen-Systems zum Heizen des Innenraums verwendet und bei Bedarf durch einen elektrischen Zuheizer, wie heute auch bei Dieselmotoren üblich, zugeheizt.

[Goify]

Aber das heißt dann im Umkehrschluss, wer friert, kommt weiter. Gut, einen Tod muss man immer sterben, entweder ineffizienter Verbrenner, der Abwärme im Überfluss anbietet, sogar im Sommer, oder hocheffizienter Motor, der zum Heizen extra Energie braucht.

[Mercedes-Benz]

@Nikolaus S.

Leistungsfähige Litium-Ionen Batterien müssen aus Crash-Sicherheitsgründen in gut geschützen Karosseriebereichen z.B. im Unterboden untergebracht werden. Unabhängig vom großen Eigengewicht sind diese Batterien für eine Privatperson praktisch unzugänglich. Es gibt Konzepte, bei denen solche Batterien in speziell dafür ausgerüsteten Wechselstation ausgetauscht werden können. Es ist allerdings fraglich ob sich das Konzept durchsetzen wird, weil es eine große Standardisierung der Batterien und Fahrzeugarchitekturen voraussetzt, was aktuell nicht absehbar ist. Die Dynamik bei der Weiterentwicklung von Batterien ist aktuell sehr groß, ständig entstehen neue, leistungsfähigere Konzepte, die dann jeweils einen neuen Standard setzen. Diesen Trend konnte man in den letzten Jahren auch bei Handys beobachten: die Akkus werden ständig kleiner, kompakter und leistungsfähiger, auch dort ist ein einheitlicher Standard nicht absehbar. Somit ist der logistische Aufwand für eine Wechselstation nicht beherrschbar.

[Mercedes-Benz]

@ Goify:

Sicher haben Verbrennungsmotoren den Vorteil aus der Motorabwärme den Innenraum aufzuheizen. In der Abgasenergie steckt aber auch noch ein großes Effizienzpotenzial. Mercedes-Benz entwickelt aktuell Systeme, die es möglich machen die Abwärme wieder zurückzugewinnen. So ist es heute bereits in Prototypen technisch möglich, aus der Abgaswärme Strom zu erzeugen, der dann genutzt wird, die elektrischen Verbraucher während der Fahrt zu versorgen.

Das Defizit an Abwärme bei Elektrofahrzeugen führt dazu, dass die Effizienz des Fahrzeugs durch verbesserte Isolation oder ganz neuartige Klimatisierungskonzepte optimiert wird. In einem Mercedes mit elektrischem Antrieb wird ein Kunde nicht frieren müssen.

[Schattenparker133861]

Moin

Zitat:

28.09.2011 11:38 | Mercedes-Benz

Es gibt Konzepte, bei denen solche Batterien in speziell dafür ausgerüsteten Wechselstation ausgetauscht werden können. Es ist allerdings fraglich ob sich das Konzept durchsetzen wird, weil es eine große Standardisierung der Batterien und Fahrzeugarchitekturen voraussetzt, was aktuell nicht absehbar ist.

Das ist doch schonmal ein erster Schritt in die richtige Richtung:

Zitat:

Die deutschen Automobilhersteller Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen präsentieren auf dem 15. Internationalen VDI-Kongress „Elektronik im Kraftfahrzeug“ am 12. und 13. Oktober erstmals das gemeinsam mit den amerikanischen Automobilherstellern Ford und General Motors (GM) entwickelte Combined Charging System. Dieses universelle Ladesystem benötigt nur eine einzige Ladeschnittstelle am Fahrzeug, über die der Kunde das Fahrzeug mit allen verfügbaren Ladearten laden kann: ein-phasiges Laden mit Wechselstrom, schnelles Wechselstromladen mit Drehstromanschluss, Gleichstromladen für Haushalte oder ultraschnelles Gleichstromladen an Stromtankstellen. Quelle

Gruss TAlFUN

[Druckluftschrauber37530]

Ich fuhr bis gestern einen A 160, Bj. 2005 und hatte kürzlich die Ehre und das Vergnügen einen hochgelobten A 160 BlueEFFICIENCY fahren zu dürfen und war danach erschüttert.

Abgesehen von einer Unmenge elektr. Spielereien (über deren Nutzen man sicher trefflich streiten kann) lag der Verbrauch trotz Start/Stop-Automatic ca. 1 ltr. über dem vonmeinem Uralt-A-160.

Frage: was soll der Quatsch?????

Mehrfach wurde schon bewiesen, dass ein 20 Jahre alter Golf weniger verbraucht als einer der neuesten Bauart.

Auch hier die Frage: Was soll der Quatsch??????

Ich will nichts weiter als kostengünstig von A nach B fahren und brauche dafür keine Anhäufung von ultramodernen techn. Firlefanz der unter'm Strich nichts bringt, geschweige denn einspart.