Elektromobilität Technologiewandel als Chance für die ... · PDF file... // ......

Seite 1© acs | automotive center südwestfalen

Elektromobilität

Technologiewandel als Chance für die

metallverarbeitende Industrie

Karsten WesterhoffGeschäftsführer Automotive Center Südwestfalen GmbH

22. November 2017


das acs

Automotive Center Südwestfalen GmbH

Forschungs- & Entwicklungsleistungen für Automotive Zulieferer


Wann / in welchem Umfang ist mit Auswirkungen des Technologiewandels zu rechnen?1

2 Mit welchen Auswirkungen ist zu rechnen?

3 Wie werden sich die Auswirkungen entwickeln (Beispiele)

Technologiewandel als Chance für die metallverarbeitende Industrie

4 Welche Chancen ergeben sich aus dem Wandel für die metallverarbeitende Industrie


Ziele und Vorgaben der Bundesregierung

Wann / in welchem Umfang ist mit Auswirkungen

des Technologiewandels zu rechnen?


Absatztrends von Elektroautos (BEV, PHEV) in ausgewählten Märkten Q1-3 2017/2016; Quelle: Center of Automotive Management (CAM)

Ja: Steigende Verkaufszahlen in ausgewählten Märkten / Nein: 1. Mio. Fahrzeuge in 2020

Wann / in welchem Umfang ist mit Auswirkungen des

Technologiewandels zu rechnen?


Aber: Umsatz und Marktanteil von Elektro- und Hybridfahrzeugen beträgt derzeit etwa 2%

http://www.umweltbundesamt.de/daten/private-haushalte-konsum/gruene-produkte-marktzahlen/marktdaten-bereich-mobilitaet#textpart-1

Die Elektromobilität wächst,

aber vermutlich nicht schneller

als wir uns anpassen können




Hohe Dynamik durch Verbrenner Verbote: UK 2040 / Norwegen 2025 Zulassungsstopp für Verbrenner / usw.



Quelle: CAM

• Großer Vertrauensverlust in die

Automobilindustrie im In- und Ausland

• Absehbare strengere Umweltregulation

erhöht Kosten und vermindert Attraktivität

von Verbrennungsmotoren (insbes. Diesel)

Seite 8© acs | automotive center südwestfalenQuelle: Energieagentur NRW: http://www.energieagentur.nrw/mobilitaet/netzwerk-kraftstoffe/die-drei-saeulen-einer-kraftstoff-und-

antriebsstrategie-fuer-nrw#ts

Unterschiedliche AntriebeUnterschiedliche Antriebe

Unterschiedliche Antriebe werden nebeneinander existieren. Neue Kraftstoffe und effizientere Verbrenner

werden in Kombination mit der E.-Mob. zusätzliches CO₂ Einsparpotenzial bieten!

Unterschiedliche Antriebe werden nebeneinander existieren. Neue Kraftstoffe und effizientere Verbrenner

werden in Kombination mit der E.-Mob. zusätzliches CO₂ Einsparpotenzial bieten!



Ganzheitliche Kraftstoff- und Antriebstechnologie

Seite 9© acs | automotive center südwestfalenQuelle: CAM (Stand: Nov. 2016)



Prognose: Globale E-Auto Verkäufe (BEV, PHEV) (2015-2030)

Seite 10© acs | automotive center südwestfalenApple 1 & Mercedes Benz B Klasse Elektro

Der erste Computer sah aus wie eine

Schreibmaschine um Berührungsängste

zu minimieren und damit schnell

Kundenakzeptanz erreicht werden konnte

Wie werden sich die Auswirkungen entwickeln?

Der Elektromotor & die Batterie in der aktuellen Karosserie(form)

Aktuelle Elektrofahrzeuge sind noch ein

Kompromiss auf Basis des aktuellen, bekannten

Designs von Fahrzeugen. Die Entwicklung der

Karosserie wird schrittweise erfolgen.

Diese Entwicklung hilft der Zuliefererindustrie

Schritt zu halten.


BE-AntriebsarchitekturenBE-Antriebsarchitekturen

Egal welches Antriebskonzept realisiert wird, eine steife Karosserie wird es geben. Die Nachfrage nach

unterschiedlichen Karosseriekonzepten wird steigen.

Egal welches Antriebskonzept realisiert wird, eine steife Karosserie wird es geben. Die Nachfrage nach

unterschiedlichen Karosseriekonzepten wird steigen.


Batterieelektrische Antriebsarchitekturen: Hohe Vielfalt / unterschiedliche Konzepte

Mercedes Multi vehicle

platform

MEB Plattform

[Quelle: VW]

[Quelle: Opel][Quelle: BMW]

[Quelle: ecomento UG;

www.ecomento.de]

Prof. Udo Müller

Seite 12© acs | automotive center südwestfalenhttps://www.schaeffler.com/content.mobile.products/de/products/automotive/e_mobility/e_wheel_drive/e_wheel_drive_info.html

RadnabenmotorRadnabenmotor

Selbst mit derzeit maximal denkbarem Innovationsansatz – dem Radnabenmotor der den gesamten Antrieb

auf kleinstem Raum im Rad unterbringt, wird es eine strukturelle, steife Karosserie geben die den Fahrgast

und Gepäck komfortabel und crashsicher aufnimmt

Selbst mit derzeit maximal denkbarem Innovationsansatz – dem Radnabenmotor der den gesamten Antrieb

auf kleinstem Raum im Rad unterbringt, wird es eine strukturelle, steife Karosserie geben die den Fahrgast

und Gepäck komfortabel und crashsicher aufnimmt

Hochintegrierter Radnabenantrieb mit sämtlichen für Antrieb,

Verzögerung und Fahrsicherheit notwendigen Bauelementen –

wie Elektromotor, Leistungselektronik und Controller, Bremse

sowie Kühlung – innerhalb der Felge verbaut


Der Radnabenmotor als derzeit maximaler Innovationsansatz als größte Bedrohung der Karosserie?


Seit 2012 im Einsatz, flexible Architektur, bei der

konzeptbestimmende Abmessungen wie Radstände,

Spurbreiten, Rädergröße und Sitzposition variabel sind

Beinhaltet die Integration verschiedener Antriebssysteme,

somit auch Hybride und reine Elektrofahrzeuge mit quer

eingebautem Motor (z.B. eGolf)

Modularer Querbaukasten MQBModularer Querbaukasten MQB


Baukästen: Volkswagen MQB: Modularer Querbaukasten



Baukasten: Volkswagen MEB: Modularer Elektrifizierungsbaukasten

Statt alternative Antriebe weiter in die vorhandenen Architekturen zu integrieren, entwickelt VW parallel zum

modularen Querbaukasten MQB einen ähnlich frei skalierbaren Modularen Elektrifizierungsbaukasten MEB

Schwerpunkt: Im Fahrzeugboden zu integrierende Batterie mit resultierend geringem Platzverlust für Insassen

und Gepäck

Voraussichtliche Serienreife der Plattform ca. 2018/2019

Vorzeigemodell der Studie: VW Budd-e mit über 500 km Reichweite, Allradantrieb und 180 km/h

Höchstgeschwindigkeit

Einführung 2018/2019Einführung 2018/2019



Karosserie eines plug-in hybrid electric vehicle: Kia

Die Rohkarosserie besteht aus über 51% hochfesten Stählen (blau), welche durch ihre Ringstruktur in hohem

Maße die Karosseriesteifigkeit erhöht

Zusätzlicher werden pressgehärteten Stähle (rot, violett) in 16 verschiedenen Kernspannungsbereichen für eine

gute Crashperformance verwendet

Optima PHEV 2016Optima PHEV 2016

PHEVPHEV



Karosserie eines plug-in hybrid electric vehicle: Mercedes

Einsatz von Aluminium- Gussknoten sowie

Strangpressprofilen,dadurch Gewichtsersparnis

von ca. 75 kg im Vergleich zu einer herkömmlichen

Fertigung aus Stahl

Verstärkung der Karosseriesteifigkeit durch

warmumgeformte sowie ultrahochfeste Stahlbleche

Anteil an hochfesten Stahlblechen ist im Vergleich

zum Vorgänger deutlich angestiegen

C350eC350e

PHEVPHEV



Karosserie eines plug-in hybrid electric vehicle: Porsche

Crashrelevante Strukturen der Fahrgastzelle

bestehen aus borlegierten Stählen mit einer

sehr hohen Festigkeit

(ca. 1300 – 1500 Mpa)

Blau eingefärbte Bauteile kennzeichnen

Tiefziehstähle

Silberne Färbung zeigen Bauteile

aus Aluminium

Panamera 4 E-Hybrid 2016Panamera 4 E-Hybrid 2016

PHEVPHEV



Karosserie eines plug-in hybrid electric vehicle: Audi

Fahrgastzelle besteht aus einer Kombination aus

karbonfaserverstärktem Kunststoff, Aluminiumprofilen

und –gussteilen � Multimaterial- Bauweise

kein Stahl im BIW

R8 e-tron 2015R8 e-tron 2015

Materialmix BIW ohne Türen und Verschlusssysteme

BEVBEV



Karosserie eines battery electric vehicle: BMW

Wie auch BMW i8 besteht der BMW i3 aus einem Life- und einem Drive- Modul

Die Fahrgastzelle (Life- Modul) aus einem größtenteils aus Das Drive- Modul setzt sich aus Strangpressprofilen

kohlenstoffverstärktem Kunststoff (CFK) sowie Druckgussteilen aus Aluminium zusammen

i3 2013 i3 2013

BEVBEV



Karosserie eines battery electric vehicle: KIA

Hoher Anteil an hochfesten Stahl

B-Säule sowie Unterbodenverstärkung aus

ultrahochfesten Stählen

Soul EV 2015Soul EV 2015

BEVBEV


Welche Chancen ergeben sich aus dem Wandel für die metallverarbeitende Industrie

Die Anforderungen an die Karosserie ändern sich, es fallen jedoch keine Anforderungen weg sondern

es kommen neue, zusätzliche Anforderungen hinzu:

Anforderungen

(Beispiele)

Bisherige Karosserie Karosserie eines E-Fahrzeug

Steifigkeit Biege- und torsionssteifigkeit über

die gesamte Struktur

Biege- und torsionssteifigkeit über die

gesamte Struktur

Lokale Steifigkeit im Bereich der

schweren/großvolumigen Batterie

Auftrennen der Steifigkeit auf Chassis

und aufgesetzter Fahrgastzelle

Crashsicherheit Für Insassen Für Insassen

Für die Batterie

Elektrifizierung Kabeldurchführungen Kabeldurchführungen

Kühlung durch große Kühlkörper

ggf. EMV Abschirmung der

Hochvoltleitungen durch Bleche


Welche Chancen ergeben sich aus dem Wandel für die metallverarbeitende Industrie

Die Karosserie wird in ihrer äußeren Form weiterhin Bestand haben, im Bereich der Karosserie fallen

kaum Umfänge weg (insb. z. B. Außenhaut)

Die zusätzlichen Anforderungen (z. B. Crashsicherheit der Batterie) werden i. d. R. mit Metallbauteilen

gelöst

Kühlsysteme, “dichte Batteriewannen“ und EMV Abschirmungen werden mit Metallbauteilen gelöst

Die Anforderungen an die bestehenden / bekannten Metallbauteile und Strukturen steigen, es

kommen höherwertige / teurere Materialien zum Einsatz

Karosseriebauteile und Strukturen aus Metall sind für E-Fahrzeuge vom Kleinwagen bis zur oberen

Mittelklasse die erste Wahl. Kunststoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe kommen in

Oberklasse / Sportwagen zum Einsatz

Das Potential für die Metallverarbeitende Industrie in E-Fahrzeugen ist, bezogen auf die Karosserie,

größer als das in konventionellen Fahrzeugen

Fazit

Elektromobilität Technologiewandel als Chance für die ... · PDF file... // ......

Documents

Transcript of Elektromobilität Technologiewandel als Chance für die ... · PDF file... // ......