Die Entwicklung zukünftiger Antriebskonzepte wird wesentlich durch gesellschaftliche, ökologische und gesetzliche Anforderungen bestimmt. Für den Fahrzeugantrieb kommen nach heutiger Sicht Verbrennungskraftmaschinen und Elektroantriebe in Frage. Nur Elektromotoren mit mitgeführter Energie (Batterie-Elektro-Fahrzeug oder Brennstoffzellen-Elektro-Fahrzeug) sind gegenüber verbrennungsmotorischen Fahrzeugantrieben konkurrenzfähig. Durch Hybridisierung von Verbrennungsmotoren und Elektroantrieben können für spezielle Einsatzzwecke konzipierte Antriebsvarianten dargestellt werden. Bei den Brennstoffzellen gibt es verschiedene Realisierungsmöglichkeiten. Unterschieden werden diese durch den eingesetzten Elektrolyten. Im Beitrag wird die Proton-Exchange-Membrane Fuel Cell (PEM) Brennstoffzelle beschrieben, die bei vergleichsweise tiefen Arbeitstemperaturen betrieben wird. Sie zeichnet sich durch eine hohe Leistungsdichte und ein flexibles Betriebsverhalten aus und ist daher für mobile Anwendungen sehr gut geeignet. Bei der Entwicklung der Mercedes A-Klasse wurde berücksichtigt, daß sowohl herkömmliche als auch alternative Antriebe integriert werden können. Auf der Basis dieses Modells wurde ein Brennstoffzellenfahrzeug mit einem integrierten Gaserzeugungssystem entwickelt (NeCar 3). Der für die Brennstoffzelle erforderliche Wasserstoff wird an Bord aus Methanol gewonnen. NeCar 4 ist ebenfalls ein Brennstoffzellenfahrzeug, allerdings auf Basis von Flüssig-Wasserstoff als Energieträger. Während es sich beim NeCar 3 um ein zweisitziges Fahrzeug handelt (Kofferraum und Rücksitze werden vom Gaserzeugungssystem belegt), ist das NeCar 4 vom Platzangebot her vergleichbar mit der konventionellen A-Klasse. Das Brennstoffzellensystem wurde hier komplett in dem Sandwichboden untergebracht. Eine andere Variante ist das A-Klasse Elektrofahrzeug, in dessen Unterbau eine Nickel-Natriumchlorid-Hochenergiebatterie plaziert ist. Das Innenraum-Platzangebot bleibt erhalten. Aufgrund der eingesetzten ZEBRA-Technologie verfügt dieses Fahrzeug über eine Reichweite von mehr als 200 km - fast doppelt so weit wie übliche Elektrofahrzeuge. Die Erfolgsfaktoren für neue Antriebstechnologien (Kundenakzeptanz, Infrastruktur, Technische Machbarkeit, gesetzliches Umfeld) werden im Beitrag ebenso untersucht wie die Entwicklungsfelder (ökologisch orientierte Fahrzeuge, Kostenreduktion und Massenproduktion, fahrleistungsorientierte Fahrzeuge).
Motoren der Zukunft
1999
15 Seiten, 21 Bilder
Conference paper
German
Kommentar - Motoren mit Zukunft
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