Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Frage, welches Motorkonzept ( Otto, Diesel, Alternativen) unter welchen Randbedingungen und in welchem Fahrzeug das günstigste CO2- Ergebnis bei akzeptablen Kosten erzielt. Es werden Otto- und Dieselmotoren für verschiedene Fahrzeugkategorien, verschiedene Downsizing- und Downspeedingkonzepte sowie verschiedene Elektrifizierungs- und Hybridisierungsgrade betrachtet sowie die Kosteneffizienz verschiedener Hybridtechnologien betrachtet. Einfache Maßnahmen wie intelligente Generatorregelung und Start/Stopp senken den Verbrauch deutlich ohne signifikant die Kosten zu erhöhen. Milde Hybridisierungen sind in einer Betrachtung Euro pro % CO2 auch noch als attraktiv zu bezeichnen. Mit zunehmendem Grad der Elektrifizierung, d.h. mit zunehmender elektrischer Reichweite und damit Batteriegröße sinkt die Kosteneffizienz. Der Grund liegt in den hohen Kosten für elektrische Speichermedien, die in der Größenordnung von 500 Euro/kWh (zukünftig vielleicht 250 Euro/kWh) liegen.Dem gegenüber steht ein deutlicher Vorteil bei der Ermittlung bzw. Bewertung der CO2 Emissionen von Plug-In Hybriden und Elektrofahrzeugen mit Range Extender. Die CO2 Berechnung für diese Antriebe erfolgt in Abhängigkeit von der elektrischen Reichweite. Dies führt bei Konzepten wie dem Turbohybrid in Ausbaustufe 2 (Plug-In) oder dem Range Extender zu einer deutlichen Absenkung der CO2 Emissionen. Es wird auch in Zukunft Otto und Dieselmotoren geben, da sie in einer Kosten/ Nutzen Betrachtung immer noch zu den günstigsten Antriebsarten gehören. Die Optimierung einer Fahrzeugflotte auf niedrigste Verbrauchs- bzw. CO2 Werte benötigt unterschiedliche Werkzeuge zum Erreichen des Ziels. Neben den Kosten sind hierbei Fahrbarkeit und Fahrspaß adäquat zu berücksichtigen. Die kostengünstigste Lösung stellt die Optimierung des Basismotorkonzeptes ohne aufwändige Hybridisierung dar. Dabei kommen additive Maßnahmen am Antrieb und am Fahrzeug zur Anwendung. Diese Optimierung wird so lange betrieben, bis sie unwirtschaftlich wird. Den nächsten Schritt stellt eine moderate Hybridisierung dar. Dabei lässt sich eine weitere Absenkung der CO2 Emissionen insbesondere durch die Option des elektrischen Fahrens erzielen. Die höchste Stufe der Absenkung von CO2 Emissionen stellt das rein elektrische Fahren dar. Diese Option ist allerdings aufgrund der sehr hohen Energiespeicherkosten nur bedingt großserientauglich. Eine sowohl von den Kosten als auch vom Nutzen attraktive Lösung stellt der Range Extender dar. Dabei kommen aufgrund der geänderten Prioritäten andere Motorkonzepte bevorzugt zum Einsatz.Die Verwendung von flüssigem Kraftstoff ermöglicht einen relativ kleinen Energiespeicher für attraktive Reichweiten.
Otto- und Dieselmotoren im Spannungsfeld zwischen Kostenminimierung und Hybridisierung
Gasoline and diesel engines caught between cost reduction and hybridization
2009
22 Seiten, 16 Bilder, 10 Quellen
Conference paper
German
Ottomotor und Dieselmotor im Spannungsfeld zwischen Kostenminimierung und Hybridisierung
Automotive engineering | 2009
|Nutzfahrzeug Dieselmotoren im Spannungsfeld zwischen Wirtschaftlichkeit und Emissionen
Automotive engineering | 2015
|Anforderungen und Potenziale von Euro VI Dieselmotoren bei Hybridisierung im Nutzfahrzeug
Automotive engineering | 2014
|KOSMIK - Kostenminimierung durch internationale Kooperation
TIBKAT | 1993
|Umfassendes System zur Kostenminimierung im Instandhaltungsbereich
Automotive engineering | 1987
|