Elektrische Antriebe – innovative Lösungen für mehr Effizienz ohne Komforteinbußen
Von Reinhard Kretschmer, Brose Unternehmensgruppe, Coburg
Downsizing ist eines der Branchen-Schlagwörter des Jahres 2009. Dabei geht es nicht zwangs- weise darum, kleinere Autos zu bauen. Autofahrer, gerade jene, die viel unterwegs sind, haben nach wie vor hohe Komfortansprüche. Allerdings soll der Verbrauch gering bleiben – so schreibt es auch die Gesetzgebung vor. Fakt ist, dass noch viel passieren muss, bis der Flottendurchschnitt in Deutsch- land 120 Gramm pro Kilometer unter- schreitet. Auch in anderen Ländern wer- den scharfe CO2-Richtlinien definiert. Es geht dabei um jedes Gramm, denn am Ende zählt die Bilanz des Gesamtfahrzeugs. Brose hat sich schon lange auf die Herausforderung vorbereitet, weniger Energie bei mehr Leistung umzusetzen. Beispielsweise durch den Einsatz neuer Materialien, wie dem Leichtbautürsystem im Porsche Panamera. Auch das neue Kompetenzfeld von Brose, die Elektromotorensparte, leistet einen wichtigen Beitrag zur Effizienzsteigerung ohne Komfortverlust.
Bürstenlos für eine positive CO2-Bilanz
Um den Energieeinsatz der Antriebe für Heiz- und Klimagebläse (1) zu senken und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, bietet Brose bürstenlose Motoren an. Sie verbessern den Wirkungsgrad im Vergleich zu konventioneller Technik um bis zu zehn Prozent und verbrauchen durchschnittlich etwa zwei Ampere weniger Strom. In Verbindung mit der Gewichtsersparnis am Produkt und den mechanischen Strukturen, schlägt sich das in der CO2-Bilanz mit bis zu einem Gramm pro Kilometer weniger Emission nieder.
Auch bei Kühlerlüftermodulen (3) zeigt der Einsatz bürstenloser Motoren Wirkung. Im Vergleich zu herkömmlichen Motoren steigern sie den Wirkungsgrad um fünf Prozent und senken das Gewicht um etwa 300 Gramm. Die CO2-Einsparung ist hier besonders deutlich: bei Volllast-Betrieb bis zu etwa drei Gramm pro Kilometer.
Motoren mit Selten- Erd-Magneten: klein, leicht, effizient
Motoren mit Selten-Erd-Magneten (2) ha- ben eine hohe Leistungsdichte und sind deshalb deutlich kleiner als marktübliche Lösungen. Brose ist einer der ersten Hersteller, der bereits Anwendungen dieser neuen Motoren in Serie bringt, beispiels- weise in der Sitzlängsverstellung von Mit- tel- und Oberklasse-Fahrzeugen. Weitere Anwendungen sind in Entwicklung. So entsteht eine neue Generation von Verstellantrieben, die bis zu 55 Prozent leichter als bisher sind. Zusätzlich sind sie um bis zu 30 Prozent kleiner und erfüllen neu- artige Anforderungen (etwa bei der sensorlosen Positionserkennung). Dennoch geht mit den neuen Motoren der Komfort nicht zu Lasten der Effizienz: ein elektrisch verstellbarer Sitz ist inzwischen oft genau- so leicht wie ein manuell bedienbarer mit gleichem Funktionsumfang. Aber nicht nur im Sitzbereich ist der Einsatz dieser Motoren von Vorteil. Brose erschließt sich weiteres Potenzial durch Standardisierung und will die Motoren auch in anderen Produktbereichen einsetzen. Vor dem Hintergrund, dass in einem Mittelklassefahrzeug durchschnittlich 60 Elektromotoren eingebaut sind, ist das Potenzial sehr groß.
Elektromechanische Lenkung – weniger Energie- verbrauch
Bei Lenksystemen werden zumeist hydraulische Lösungen eingesetzt, die ei- ne permanente Ölversorgung erfordern. Folglich wird während der gesamten Fahrzeit Energie benötigt − auch wenn der Fahrer das Lenkrad nicht bewegt. Anders bei elektromechanischen Lenksystemen: Hier wird die Lenkunterstützung lediglich im Bedarfsfall aktiviert, also nur bei etwa fünf Prozent der Fahr- zeit. Sparpotenzial: etwa sieben Gramm weniger CO pro Kilometer. Zudem kann Geschwindigkeit angepasst werden. Fährt das Auto langsam, ist die Lenkunterstützung am höchsten, um eine leichte Lenkung zu gewährleisten. Bei schnellen Fahrten gewährt die elektromechanische Lösung stabiles und sicheres Lenkverhalten. Die elektrischen Lenkungsantriebe be- trachtet Brose als ein wichtiges Wachstumsfeld. Brose Motoren treiben heute den Spurhalte- oder Einpark-Assistenten in Fahrzeugen an. Das Unternehmen stattet damit Mittel- und Oberklassemodelle europäischer Hersteller aus, die aufgrund ihrer technischen Gegebenheiten ein hohes Drehmoment benötigen. die Servo-Unterstützung präzise an die Ab 2010 kommen Antriebe aus dem neu- en „Produktbaukasten“ zum Einsatz, der auf einem neuartigen Konzept basiert: Bei gleicher Leistung sind die Motoren jetzt rund 20 Prozent leichter. Durch die Vereinheitlichung wird ein modellübergreifen- der Einsatz möglich, mit entsprechenden Kostenvorteilen für den Kunden. Weitere Projekte sind in Planung; zunächst gemeinsam mit europäischen Lieferanten für Lenksysteme. Auch asiatische und nordamerikanische Fahrzeuge sollen mit diesen Lenkungsantrieben ausgestattet werden.
Synergien in alle Geschäftsfelder
Eine gute Vernetzung der Geschäftsfelder für Antriebe, Tür-, Sitz-, und Schließsysteme ermöglicht die Ausschöpfung von Synergien. Dies zeigt die Neuentwicklung Airgate®, einem System zur Steuerung der Kühlluftzufuhr (4). Das Airgate® verbessert die Aerodynamik des Fahrzeugs und reduziert so die Emissionen um bis zu vier Gramm CO2 pro Kilometer. Das Prinzip ist einfach: Per Elektromotor verschiebbare Lüftungsstege regulieren die Kühluftzufuhr und passen sie an den tatsächlichen Bedarf an.
Die Themen Nachhaltigkeit und in diesem Zusammenhang auch Gewichtsreduzierung beschäftigen Brose seit Jahrzehnten und werden auch künftig weit oben auf der Agenda stehen. Kompetenzerweiterungen, wie durch den Erwerb der Motorensparte, eröffnen dabei neue Möglichkeiten und Denkansätze. Durch Synergien und innovative Ideen erfüllt Brose seinen Grundsatz „Dynamik mit System“ auch in der Praxis.
Firma: Elisabeth Klock
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