Bosch Motorpressekolloquium
Auch beim 61. Internationalen Motorpressekolloquium von Bosch ging es um Verbrauchs- und Emissionsreduzierung von Fahrzeugantrieben, um Elektromobilität sowie um künftige Assistenzsysteme. Zusammenfassung und Ausblick.
Mit dem Motorpressekolloquium auf dem Boxberger Prüfgelände gewährt Bosch der internationalen Presse alle zwei Jahre einen Blick auf künftige Entwicklungen in der Auto-mobiltechnik. In den letzten zehn Jahren allen voran Dr. Bernd Bohr, Vorsitzender der Sparte Kfz-Technik, nach angekündigtem Ausscheiden letztmalig am Rednerpult. Fast 31 Mrd. Euro Umsatz erzielte Bosch 2012 im Bereich Kfz-Technik unter seiner Führung und beschäftigte rund 177.000 Mitarbeiter.
Zu den größten Herausforderungen für die Autohersteller und Zulieferer gehört die Frage nach künftigen Antrieben. Diesel- und Ottomotoren müssen immer sauberer werden, Politik und Autofahrer erwarten Fortschritte in der Elektrifizierung der Fahrzeuge. Doch seit über 100 Jahren sind wir mit Verbrennungsmotoren unterwegs. Stets ist zu hören, dass das auch die nächste Zeit so bleibt. So auch in Boxberg. Bis zum Ende dieser Dekade sollen mit Diesel- und Ottokraftstoff angetriebene Fahrzeuge den Großteil der Neuzulassungen ausmachen. Für das Jahr 2020 rechnet Bosch mit weltweit 110 Mio. Neufahrzeugen, davon rund zehn Prozent mit elektrischem Antrieb. Die wachsende Attraktivität der Elektromobilität resultiert vor allem aus der verbesserten Kostenbilanz. Dr. Bernd Bohr: „Unser Entwicklungsziel sind Lithium-Ionen-Batterien, die mit halbierten Kosten pro Kilowattstunde mindestens doppelt so hohe Reichweiten ermöglichen wie bisher.“ Vergleich: Aktuell liegt man bei Energiedichten von etwa 130 Wh/kg, 2016 sollen es 220, 2020 etwa 300 Wh/kg sein. Derzeit investiert Bosch in diesem Bereich jährlich rund 400 Mio. Euro.
Kaum weniger knifflig ist die Suche nach Verbesserungen für den Verbrennungsmotor, um auf die ab 2020 von der EU geforderten 95 Gramm Kohlendioxid pro Kilometer im Flottendurchschnitt zu kommen. Bosch sieht hier vor allem eine Steigerung der Elektrifizierung im Antrieb, je größer und schwerer das Fahrzeug ist:
Kleinwagen sollen auch 2020 ohne Elektrifizierung das CO2-Ziel unterschreiten können
Kompaktwagen schaffen den anvisierten CO2-Ausstoß nur mit Dieselmotor; Benziner benötigen zusätzlich eine kostengünstige Hybridisierung
alle Pkw ab Mittelklasse aufwärts erfordern verbesserte Verbrennungsmotoren im Zusammenspiel mit leistungsstarken Hybridsystemen, vor allem SUV und die Oberklasse
In Bezug auf die Verbesserungen des Verbrennungsmotors setzt das Unternehmen auf ein Sieben-Punkte-Programm:
20 Prozent Kraftstoffeinsparung (auf Basis der Zahlen von 2012) durch weniger Hubraum in Verbindung mit Turboaufladung
5 Prozent Kraftstoffeinsparung durch Automatisierung manueller Schaltgetriebe per elektrisch betätigter Kupplung, die in den Leerlauf schaltet, sobald kein Gas mehr gegeben wird (kennt man als Freilauf bereits von Trabant und Wartburg)
Start-Stopp-Systeme, erweitert zum Ausroll- und Segelassistenten in Verbindung mit Navigationsdaten (Vorausschau von Topografie und Tempolimits; vgl. asp 6/ 2013, Seite 26/27)
7 Prozent Kraftstoffeinsparung durch Einführung des Boost Recuperation Systems (BRS) für Mittelklasse-Pkw mit regenerativen Bremsen (vgl. Bild oben)
hydraulischer Hybrid, der Bremsenergie in einem Druckbehälter speichert (siehe Beitrag auf Seite 20/21)
25 Prozent Kraftstoffeinsparung durch so genannten Strong-Hybrid für große Fahrzeuge
50 Prozent Kraftstoffeinsparung durch Einsatz des Plug-in-Hybrid
Perspektivisch setzt Bosch zudem auf Verbrennungsmotoren mit Erdgasbetrieb, da die Gasreserven weiter reichen sollen als Erdöl. Aktuell sind weltweit ca. 15 Mio. Erdgasfahrzeuge unterwegs, bei einem Marktwachstum von rund 25 Prozent pro Jahr (vgl. Grafik links). Großer Vorteil von Erdgas neben den Lagerstätten: Erdgasmotoren emittieren 25 Prozent weniger CO2.
Der zweite Entwicklungsschwerpunkt des Unternehmens liegt auf Systemen, die die Sicherheit im Straßenverkehr erhöhen und zur Unfallvermeidung beitragen. Im Zuge des starken Verkehrswachstums in China und Indien erwarten die Vereinten Nationen einen Anstieg von heute 1,3 Mio. Verkehrstoten auf 1,9 Mio. in 2020. Allerdings will man im gleichen Zeitraum die Zahl auf 0,9 Mio. senken.
Billig-ABS nur für das Vorderrad
Ein probates Mittel hierfür könnte das Motorrad-ABS sein. Gemeinsam mit einem indischen Hersteller bringt Bosch eine ABS-Regelung nur für das Vorderrad in Serie, die hauptsächlich in kleineren Zweirädern Einzug halten soll. Für schwere Maschinen wurde die Stabilitätskontrolle MSC entwickelt, eine Art ESP für Zweiräder. Gleichzeitig werden die Fahrerassistenzsysteme weiterentwickelt. Allein dafür beschäftigt Bosch 5.000 Ingenieure. Der Umsatzanteil im Assistenzsystembereich liegt heute bei etwa 5 Mrd. Euro und soll bis 2020 um zehn Prozent zulegen. Die Chancen dafür stehen gut, denn laut Umfrage bei Autofahrern in Deutschland, Italien und Frankreich findet die Mehrheit der Befragten Fahrerassistenzsysteme sehr interessant. 84 Prozent präferieren den Totwinkelassistenten, gleich dahinter folgen Notbremssysteme, die Auffahrunfälle oder Kollisionen mit Fußgängern verhindern. 60 Prozent stimmen sogar für Funktionen, die automatisierte Fahrmanöver ermöglichen, solange sie abschaltbar bleiben.
In zwei Jahren will Bosch einen erweiterten Parkassistenten einführen, mit dem man mittels Fernsteuerung Autos in engen Garagen manövrieren kann. Mittelfristig sucht sich das Auto seinen Parkplatz selbstständig, so Bosch. Im nächsten Jahr wird ein Stop-and-go-Assistent auf den Markt kommen, bei dem das Auto im Stau automatisch die Spur hält. In der nächsten Ausbauversion kann das Auto im Stau automatisch die Spur wechseln.
Prinzipiell bildet das die Vorstufe für den Highway-Piloten, der bis 2020 kommen soll und auch bei höheren Geschwindigkeiten die automatisierte Führung des Fahrzeugs ermöglicht. Hoch automatisiertes Fahren wird ab 2025 erwartet, weil dazu ein ideales Zusammenspiel zwischen Sensoren, Aktuatoren und Steuergeräten notwendig ist. Insbesondere wird noch eine präzisere 3-D-Umfelderkennung benötigt, die Systeme müssen redundant abgesichert werden und die Navigationskarten auf zehn Zentimeter genau sein – Aktualisierung idealerweise im Minutentakt. In diesem Zusammenhang kommt die Car-to-Car- und Car-to-Infrastructure-Kommunikation ins Spiel, bei der Fahrzeuge Daten untereinander und mit der Umwelt austauschen. Problematisch ist allerdings, dass eine kritische Menge Fahrzeuge am Informationsaustausch beteiligt sein muss, damit sich neue Funktionalitäten überhaupt umsetzen lassen. Beim Kreuzungsassistenten wird beispielsweise eine Quote von 50 Prozent genannt. Doch bis das erreicht ist, kann es dauern. Das Durchschnittsalter des Bestands liegt heute bei gut acht Jahren, mit steigender Tendenz Thomas Seidenstücker
Definition
Mit dem Boost Recuperation System, kurz BRS, will Bosch die Lücke zwischen Start-Stopp-Systemen und Hybridantrieben schließen. BRS unterstützt den Motor mit bis zu 10 kW, was bis zu 15 Prozent Kraftstoff sparen soll. Vier Funktionen werden vereint:
Rekuperation
Drehmomentunterstützung
komfortable Start-Stopp-Funktion
Segelbetrieb
Basis ist ein riemengetriebener 48-Volt-Generator, der eine viermal höhere Leistung ermöglicht und zugleich das Spannungsniveau für andere Komfort- und Sicherheitssysteme im Auto anhebt. Die Verbindung zum 12-Volt-Bordnetz erfolgt per bidirektionalem DC/DC-Wandler. Beim Bremsen wird kinetische zunächst in elektrische (Generator) und danach in chemische Energie (Lithium-Ionen-Batterie mit 0,25 kWh) gewandelt. Bei Bedarf wirkt die E-Maschine auch als Motor und liefert als Booster zusätzliches Drehmoment. Von Vorteil ist das besonders bei kleinen aufgeladenen Motoren und in niedrigen Drehzahlbereichen. Beim Ausrollen oder leichtem Bergabfahren ohne Gas- oder Bremspedalbetätigung schaltet der Verbrennungsmotor ab und das Fahrzeug geht mit dem BRS in den Segelmodus über. Unter Realbedingungen werden laut Bosch bis zu 30 Prozent Segelphasen erreicht.
Definition
Mit dem so genannten i-Booster bringt Bosch einen variablen, elektromechanischen Bremskraftverstärker ins Auto. Zum einen bewirkt das System einen Sicherheitsgewinn, da in Gefahrensituationen gleich die maximale Bremskraftunterstützung anliegt, zum anderen hilft der i-Booster bei Hybrid- und E-Fahrzeugen Kraftstoff zu sparen, da eine fast vollständige Rekuperation beim Bremsen möglich ist. Verzögerungswerte bis 0,3 g werden ausschließlich über die elektrische Maschine erreicht. Für die Bremsunterstützung ist im i-Booster ein Elektromotor integriert, der über ein zweistufiges Getriebe die Verstärkung situationsgerecht steuert. Die bisherige Bremskraftunterstützung über Vakuum erübrigt sich damit. Erkennt das vorausschauende Notbremssystem eine gefährliche Situation, kann der i-Booster den vollen Bremsdruck auch autonom in rund 120 ms aufbauen oder das sanfte Abbremsen eines Abstandsregeltempomaten bis zum Stillstand des Fahrzeugs übernehmen. Über die freie Programmierbarkeit der Bremskennlinien kann der i-Booster in verschiedenen Fahrzeugvarianten verwendet werden oder sich auch verschiedenen Fahrprogrammen anpassen.
