A&T 05/2020

5 | MAI 2020

www.auto-wirtschaft.ch FACHWISSEN Brennstoffzelle: Wasser als Abgas Erste Brennstoffzellenfahrzeuge zeigen sich auf dem Markt, und es werden Visionen herumgeboten, wie die Infrastruktur aufgebaut werden könnte. Das Brennstoff­ zellenaggregat hat ziemlich viel mit Chemie zu tun – ein interessantes, aber nicht ganz einfaches Gebiet.

TECHNIK DLR eFence Auch Funksignale können zur Er­ kennung von Verkehrsteilnehmern verwendet werden. Das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt nutzt dazu die Eigenschaft, dass statische und sich bewegende Ob­ jekte die Ausbreitung elektromag­ netischer Wellen beeinflussen.

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In Stadtgebieten automatisch batterieelektrisch fahren BMW hat für ausgewählte Städte sogenannte eDrive Zones defi­ niert. Ein entsprechender digitaler Service schaltet Plug-in-HybridFahrzeuge automatisch in den rein elektrischen Betrieb, sobald sie in eine dieser Zonen einfahren.

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vorgeprescht sind und gerade im Fall des Hyundai Nexo, aber auch der zweiten Generation des Toyota Mirai bereits ein hohes Zuverlässigkeitsni­ veau erreicht haben. Audi erklärte an der kürzlich durchgeführten Tagung «Antrieb von morgen», dass die ersten Prototypen wahrscheinlich 2022, 2023 auf die Strasse kommen würden.

Bild 1. Das Schnittmodell des ­Hyundai Nexo konnte 2018 am ­Genfer Automobil-Salon bestaunt und studiert werden.

Brennstoffzelle

WASSER ALS ABGAS Wasserstoff gilt als zukünftiger Energieträger. Erste Brennstoffzellenfahrzeuge zeigen sich auf dem Markt, und es werden Visionen herumgeboten, wie die Infrastruktur aufgebaut werden ­könnte. Das Brennstoffzellenaggregat hat ziemlich viel mit Chemie zu tun. Ein interessantes, aber nicht ganz einfaches Gebiet. Text: Andreas Lerch | Bilder: Hyundai, Mercedes-Benz, Lerch

D

ie Brennstoffzelle ist wie ein Verbrennungs- oder Elektromotor ein Energie­ wandler. In der Brennstoff­ zelle wird chemische Energie direkt in elektrische Energie verwandelt.

Der Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie zunächst in Wärme-, dann in Druck- und Bewe­ gungsenergie um. Für die elektrische Energie ist zusätzlich ein Generator nötig, welcher die mechanische Bewegungsenergie dann über die Induktion in elektrische Energie umwandelt. Bei der Brennstoffzelle erfolgt der (Um-)Weg nur über ein galvanisches Element. Gemäss den physikalischen Grundgesetzen gibt es bei jeder Energieumwandlung Energieverluste. Aus diesem Grund wird in Zukunft der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle von maximal ca. 60 % auch noch gesteigert werden können.

Geschichte Als Erfinder der Brennstoffzelle gelten der Schweizer Christian Friedrich Schönbein und der Engländer Wil­ liam Robert Grove. Der Schweizer dozierte als Professor zwischen 1829 und 1868 an der Universität in Basel, der Engländer war Jurist und Physiker. Ob die beiden vonei­ nander gewusst haben – und wenn ja, wie viel –, ist nicht bekannt.

Jedenfalls wird schon seit mehr als 150 Jahren von der Brennstoffzelle gesprochen. In den 1960er Jahren war sie in den US-amerikanischen Raumfahrtprojekten aktuell. In Tokyo wurden Prototypen von Energiever­ sorgungsanlagen gebaut. Als sich die europäischen Autobauer Ende des letzten Jahrhunderts freiwillig verpflichteten, die CO2-Emissionen bis ins Jahr 2008 auf 140 g/km zu vermindern, rechneten sie mit einem

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Brennstoffzellenverkaufsanteil von 20 bis 25 %, um dieses Ziel zu erreichen.

Das erste europäische Brennstoff­ zellenmodell ist 2019 auf den Markt gekommen, nachdem die asiatischen Hersteller schon mit einigen Modellen

Chemische Grundlagen Die Materie besteht aus Materie­ bausteinen. Diese sind die kleinsten Teile mit stofflichen Eigenschaften von Grundstoffen (Elementen) und Verbindungen. Bei den Grundstoffen werden die Materiebausteine Atome genannt, bei den Verbindungen Moleküle. Sind die Materiebausteine nicht im elektrischen Gleichgewicht, werden sie Ionen genannt. Ein Atom besteht aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen im Atomkern, und darum herum kreisen elektrisch negativ geladene Elektronen. Diese sind 1836-mal leichter als die Protonen und die Neutronen.

Die Elementarladung definiert die Ladungsmenge von Elektron und Proton. Es ist somit die kleinste frei existierende elektrische Ladung mit dem Wert 1 e; e steht dabei für Elementarladung. In aktuelle Einheiten umgerechnet beträgt die Elementarladung: 1 e = 1.602 x 10–19 Coulomb (C) oder Ampèresekunden (As).

Bild 2. Bereits ein Jahr vorher, 2017 zeigte Hyundai die Ladeversorgungseinheit des kommenden Nexo, die Brennstoffzelle mit den Wasserstofftanks.

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Bild 3. Keyou ist ein Münchner Hightech-Unternehmen und beschäftigt sich mit emissionsfreien Wasserstoffmotoren – vor allem für Nutzfahrzeuge.

Mol Wer die sieben Grundeinheiten nach SI einmal gelernt hat, ist am Mol als physikalische Grösse für die Stoffmen­ ge und am mol als dessen Einheit nicht vorbeigekommen. Forscher haben zum Bestimmen dieser Stoffmenge die einzelnen Atome von 12 Gramm Kohlenstoff (12 = relative Atommasse von Kohlenstoff) «gezählt»: So viele Atome ergeben die relative Atommas­ se eines Elementes. Die Zahl ist sehr gross und als Avogadro-Konstante bekannt: 6.022141 x 1023.

602 Trilliarden Atome ergeben ein mol von einem Stoff. Reagieren also 2 mol Wasserstoff mit 1 mol Sauerstoff, so sind 1800 Trilliarden Atome bei der Verbindung beteiligt und dabei entstehen dann 1 mol oder 18 g Wasser.

Genau dieser Vorgang passiert im Verbrennungsmotor, denn jedes Benzin- oder Dieselmolekül enthält einige Wasserstoffatome. Auch bei den Verbrennungsmotoren, welche mit reinem Wasserstoff betrieben werden (Bild 3), geschieht genau diese Umwandlung. Der Wasserstoff wird verbrannt und gibt seine Energie in Form von Wärme ab.

Dieser Vorgang läuft auch in der Brennstoffzelle ab. Vielleicht passiert die «Verbrennung» hier etwas ele­gan­ter: Bei der Brennstoffzelle wird die chemische Energie direkt in elektri­ sche Energie umgewandelt.

die freiwerdende Energie heizt die Umgebung auf.

Bei der Brennstoffzelle passieren die Oxidation und die Reduktion ört­ lich an verschiedenen Stellen (Bild 4).

Auf der einen Seite der Anode liegt Wasserstoff an, auf der anderen Seite ein Elektrolyt oder Ionenleiter. Auf der einen Seite der Kathode liegt ebenfalls der Ionenleiter, auf der anderen Seite ist es Sauerstoff. Ganz wichtig ist die Erkenntnis, dass die Brennstoffzelle durch einen Materiekreislauf – um einen Redox-Vorgang herum – funktio­ niert: Das eine Element wird oxidiert, das andere reduziert.

An der Anode oxidiert der Wasser­ stoff und gibt sein Elektron ab. Das positiv geladene Proton stellt nun ein Ion dar, verbindet sich mit einem Elektrolytbestandteil. Die Elektronen bleiben an der Anode «hängen», bilden einen Elektronenüberschuss und damit einen Minuspol. Ist ein Stromkreis geschaltet, wandern die Elektronen um die Brennstoffzelle zur Kathode. An der Kathode bilden Wasser, Sauerstoff mit dem Elektron (das von der Anode geliefert wird) eine negativ geladene OH-Gruppe (Hydroxid-Ion).

Kathodenreaktion: 1 H2O + 1 O + 2 e– –> 2 OH– Diese OH–-Ionen wandern durch den Elektrolyten zu Anode. Dort verbinden sie sich mit zwei Wasser­ stoff-Ionen und bilden Wasser. Da die OH–-Ionen negativ geladen sind, müssen die beiden Wasserstoff­ atome ihre Elektronen an die Anode abgeben und können sich dann mit den OH–-Ionen zu Wasser verbinden.

Anodenreaktion: 2 H + 2 OH– –> 2 H2O + 2 e– Vergleich Batterie Brennstoffzellen nehmen unter den galvanischen Elementen eine Sonder­stellung ein. Wie bei diesen läuft der elektrochemische Vorgang mit einem Elektrolyten ab und der Elek­ tronenaustausch über einen elekt­ rischen Leiter. Beim galvanischen Bild 4. Die Brennstoffzelle funktioniert ähnlich wie ein galva­ nisches Element. Durch den Elektrolyten werden Ionen gefördert. Die Elektronen müssen den Umweg über den Stromkreis machen.

Chemische Vorgänge Unter einer Oxidation versteht man gemeinhin eine Verbindung mit Sauerstoff, unter Reduktion die Abspaltung von Sauerstoff. Genau genommen gehören die Oxidation und die Reduktion immer zusammen (Redox-Vorgänge). Definiert man unter Oxidation die Abspaltung von Elektronen und unter Reduktion das Zuführen von Elektronen, so macht das den Redox-Vorgang verständlicher.

Oxidieren zwei Wasserstoffatome, geben sie gemäss der Definition Elek­ tronen ab; reduziert gleichzeitig ein Sauerstoffatom, nimmt dieses zwei Elektronen auf und das entstehende Produkt heisst wiederum Wasser. Im Verbrennungsmotor werden Sauer­ stoff und Wasserstoff gemischt und dann mittels einer punktuellen Ener­ giezufuhr entzündet. Fast schlag­artig passieren da die Redox-Vorgänge und

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werden, geht die Stromlieferung nicht zu Ende und die Zelle muss nicht regelmässig geladen werden.

Brennstoffzellenstacks Da eine Brennstoffzelle nur eine kleine Spannung und auch nur wenig Strom abgeben kann, werden die Zellen zu Stacks zusammengebaut. Auch die Bleibatterie besteht im Innern aus mehreren Plattenpaaren, welche parallelgeschaltet sind und eine Zelle bilden. Diese Zelle weist ca. 2 Volt auf und hat – durch die Parallelschaltung der Platten – aber bereits die nötige Ka­ pazität. Werden sechs derartige Zellen in Serie zusammengeschaltet, ergibt sich eine 12-Volt-Batterie. Bei der Brennstoffzelle werden viele Zellen in Serie geschaltet, da die gewünschte Spannung bei Elektrofahrzeugen viel höher ist.

Bild 5. Der Antriebsstrang des Mercedes-Benz GLC F-Cell.

Primärelement (Batterie) wird dabei das aktive Material verbraucht und am Schluss hat die Batterie ihr Le­ bensende erreicht.

Beim Akkumulator bilden die Ano­ de, die Kathode und der Elektrolyt ein chemisches System, welches reversibel ist. Das heisst, wenn die Elektronen auf die eine Seite fliessen, ist die Batterie unter Spannung und gibt Strom ab. Wenn die Elektronen aber durch ein Ladegerät auf die

andere Seite «gestossen» werden, funktioniert das auch, und der Akku­ mulator kann wieder geladen werden.

Das heisst, dass die chemischen Vor­ gänge in den Platten auch «rückwärts» ablaufen können.

Die Brennstoffzelle macht das auf eine andere Art: Bei ihr verbraucht sich das Material auch, aber es wird in Form von Wasserstoff und Sauerstoff immer von neuem zugeführt. Solange Wasserstoff und Sauerstoff zugeführt

Brennstoffzelle im Auto Soll eine Brennstoffzelle in ein Auto eingebaut werden, muss sich ent­ weder das Auto der Brennstoffzelle oder umgekehrt anpassen. Jürgen Jablonski, Entwicklungschef für die Brennstoffzelle bei Audi und im VWKonzern, verkündete an der Tagung «Der Antrieb von morgen», dass sich die Brennstoffzelle den Entwicklern «beugen müsse und nicht umge­ kehrt». Er erklärte, dass heute noch niemand die Kosten der Brennstoffzel­ le im Griff habe und es noch ein oder zwei Jahre Entwicklungszeit brauche, bis «man» so weit sein werde. Dass aber Mercedes-Benz seit knapp einem Jahr, Hyundai und Toyota bereits seit mehreren Jahren mit Brennstoffzellen­ fahrzeugen auf dem Markt sind, lässt einen bei dieser Aussage zumindest etwas aufhorchen. Aber Jablonski gibt zu, dass auch der grosse VolkswagenKonzern an der Entwicklung der Brennstoffzelle mitmacht.

Die sich auf dem Markt befindlichen Brennstoffzellen passen schon einmal gar nicht schlecht in die Fahrzeuge, wie die Bilder zeigen. Mercedes-Benz zeigt im Internet den Aufbau der Brennstoffzelle sehr schön (Bild 5).

Als dominantes Modul – analog zum

Motorblock nimmt das Gehäuse des Brennstoffzellenstacks den grossen Teil des Bauraums im Motorraum ein (7 in Bild 5). Natürlich braucht auch der Wasserstofftank seinen Platz, und als Nachteil zum Benzin- oder Dieseltank hat dieser eine geometrische Form und kann nicht in alle Ecken und Lücken der Karosserie hineingeführt werden.

Die Tanks des Mercedes GLC F-Cell nehmen 4.4 kg Wasserstoff auf. Diese Wasserstoffmasse kann in wenigen Minuten getankt werden und kostet pro Kilogramm in der Grössenordnung von 15 Franken. Der Verbrauch liegt zwischen 1 und 1.5 kg/100 km. Auf der Treibstoffseite braucht es dann noch die Wasserstoff-Zuleitung (2 in Bild 5).

Auf der Luftseite sind Luftfilter und Ansaugleitungen hin zum elektrischen Turbolader, dem Ladeluftkühler und dem Luftbefeuchter (3 – 6 in Bild 5) keine grossen Unbekannten. Einzig der Luftbefeuchter mutet etwas eigenartig an. Es ist wichtig, dass neben Sauerstoff auch Feuchtigkeit oder Wasser zur Kathode kommt, sonst kann die Brennstoffzelle nicht funktionieren.

Die Abluftanlage (10) ist in der Komplexität nicht mit jener eines Verbrennungsmotors zu vergleichen, und der Spannungswandler (9) und die Leistungsverteilereinheit (8) haben mit der Aufarbeitung des elektrischen Stroms zu tun.

Schaltung Grundsätzlich sind Brennstoffzellen­ fahrzeuge serielle Hybride. Das heisst, die Brennstoffzellen liefern ihren Strom in jedem Fall zuerst in die Batterie, und erst von der Batterie wird der Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt. Hyundai zeigt die drei Betriebsmodi (Bild 7) um den reinen seriellen Hybrid deutlich. Der Elektromotor wird über die Leistungs­ elektronik von der Batterie gespiesen.

Inwieweit elektrische Energie direkt von der Brennstoffzelle über die Leistungselektronik zur E-Maschine geleitet wird, ist nicht bekannt. Im transien­ ten Betrieb würde der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle ziemlich leiden.

FACHWISSEN 5/20 59 FRAGEN 1. Wie viele Wasserstofftankstellen gibt es in der Schweiz?

2. Zu welcher Elektrode wird der ­Wasserstoff in der Brennstoffzelle geleitet?

3. Warum wird die zugeführte Luft befeuchtet?

Bild 6. Die schematische Darstellung der Zu- und Abflüsse und nötigen Regelungen an einer Brennstoffzelle: 1 Wasserstofftank – 2 Ab­ sperrventil – 3 Rezirkulationsgebläse – 4 Druckregelventil – 5 Purgeventil – 6 Abscheiderventil – 7 Wasserabscheider – 8 Wasserstoffzufluss zur Anode – 9 Elektrolyt – 10 Luftzufuhr zur Kathode – 11 Ionentauscher –12 Kühler – 13 Thermostat – 14 Kühlmittelpumpe – 15 Luftfilter – 16 Verdichter, Turbo – 17 Ladeluftkühler – 18 Befeuchterbypass – 19 Befeuchter – 20 Drosselklappe – 21 Bypassklappe.

Deshalb arbeitet die Brennstoffzelle je nach Ladezustand der Batterie mit konstanter Last – oder gar nicht. Der dritte Modus ist die Rekuperation.

Dabei wird durch die E-Maschine kinetische Fahrzeugenergie in elekt­ rische Energie zurückgewonnen. Mercedes-Benz gewährt ihrem Brenn­ stoffzellenfahrzeug noch die Plug-inFunktion: Die Batterie des GLC F-Cell kann auch von einer Ladestation aufgeladen werden.

Wasserstoffversorgung In der Schweiz sind im Moment zwei Wasserstofftankstellen öffentlich zu­ gänglich. Dr. Philipp Dietrich, CEO der H2 Energy, erklärte kürzlich an einem Vortrag am Weiterbildungszentrum Lenzburg (wbz), dass die Situation nur vernünftig angegangen werden

könne, wenn in der Schweiz über die Nutzfahrzeuge das Tankstellen­ netz gefördert werde. Wenn in der Nähe eines grossen Logistikers eine Wasserstofftankstelle gebaut werde und dieser einige Brennstoffzellen­ fahrzeuge im Fuhrpark halte, könne die Tankstelle bereits einen vernünftigen Umsatz machen. Dann könnten auch Personenwagen an diesenTankstellen ihre Wasserstofftanks füllen. Damit ergebe sich der nötige Umsatz, dass sich mehrTankstellenhalter dem Wasserstoff zuwenden würden. Durch die wesentlich grössere Nutzlast und die ebenfalls viel höhere jährliche Streckenleistung eines Nutzfahrzeu­ ges benötigt dieses auch viel mehr Treibstoff als ein PW. Dies war die Vision, welche Dr. Dietrich den An­ wesenden weitergegeben hat. Er

Bild 7. Die drei Fahrmodi des Hyundai-Brennstoffzellenfahrzeugs.

rechnet damit, dass in der Schweiz bis Ende Jahr sechs öffentliche Tankstellen Wasserstoff anbieten und dass es bis 2023 mehr als 50 sein werden. Bei 50 Tankstellen wäre eine Grundversorgung erreicht, ist Dietrich überzeugt, dann könnten die meisten Leute innerhalb von 20 Minuten eine Tankstelle anfahren. Zum Vergleich: Die Schweiz weist für Benzin und Diesel ungefähr 3300Tankstellen auf.

Als Argument hat Dr. Dietrich auch die Wertschöpfungskette an­ gesprochen. Während die fossilen Treibstoffe «nur» Handelsware sind, könnte Wasserstoff hier erzeugt werden. Über das «Wie» hat er sich nicht sehr klar geäussert. Natürlich braucht es sehr viel Strom und selbst­ verständlich muss dieser regenerativ hergestellt werden. Es lässt sich nicht

LÖSUNGEN ZUR AUSGABE 4/2020 Q1: W ärmeeintrag in den Ventilteller Q2: W ärmeeintrag am Ventiltellerrand Q3: W ärmeeintrag am Ventilsitzring, Zylinderkopf ärmeübergang an K­ ühlflüssigkeit Q4: W im Bereich des Ventilsitzes ärmeeintrag im Bereich der Q5: W Hohlkehle ärmeübergang an die Q6: W ­Kühlflüssigkeit im Bereich des Ventilschaftes 2. B eim Hohlventil wird die Wärme durch Natrium vom Ventilkopf in den Ventilschaft transportiert. Deshalb vergrössert sich die Wärmeabfuhr im Ventilschaft.

3. E s muss gleich viel Wärme abgeführt werden, wie das Ventil aufnimmt.

Sonst wird es entweder immer heis­ ser oder immer kühler. Da bei Wärmeaufnahme und -abgabe die Temperaturdifferenz eine entscheidende Rolle spielt, kann die Betriebstemperatur von Bauteilen «eingestellt» werden. wegdiskutieren, dass es zumindest heikel ist, die Kernkraftwerke abzu­ stellen, Heizungen und Verkehr zu elektrifizieren und einfach zu hoffen, dass wir dann zu gegebener Zeit genügend alternative Energien haben werden, um alles abzudecken.

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Strassenseitige Funkkommunikation beleuchtet kritische Bereiche und ermöglicht es dadurch, nichtvernetzte Verkehrsteilnehmer zu erfassen.

DLR eFence

VERKEHRSTEILNEHMER ÜBER FUNKSIGNALE ERKENNEN

Neben Kameras und Radar könnten künftig auch Funksignale zur Erkennung von Strassen­ verkehrsteilnehmern verwendet werden. Das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt nutzt dazu die Eigenschaft, dass statische und sich bewegende Objekte die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen beeinflussen. Text: Stefan Gfeller | Bilder: DLR

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ernetzung ist eine der Grundlagen für den hochau­ tomatisierten Verkehr der Zukunft. Fahrzeuge sollen miteinander kommunizieren, darü­ ber hinaus im Rahmen einer Vehicleto-everything-Kommunikation (V2X) gar mit sämtlichen Elementen des Verkehrsraums vernetzt sein.

Neue Fahrzeuge sind häufig bereits entsprechend ausgerüstet und Tests loten die Möglichkeiten der Vernet­ zung der Verkehrsinfrastruktur aus.

Fussgänger und Velofahrer et­ wa könnten künftig auch mittels Smartphone in die Vernetzung ein­ gebunden werden. Dennoch wird es Verkehrsteilnehmer geben, die ohne digitale Geräte unterwegs sind

und somit nicht in das intelligente Verkehrssystem integriert sind. Um auch diese Personen im Strassenver­ kehr erkennen zu können, kommen bekanntlich Umgebungssensoren in den Fahrzeugen zum Einsatz, darüber hinaus können auch infra­ strukturseitige Kameras oder Radare nichtvernetzte Verkehrsteilnehmer erkennen.

Funksignal-Verzerrungen auswerten Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt DLR wollen nun die Erfassung dieser sogenannt nichtkooperativen Verkehrsteilnehmer weiter verbessern und setzen dabei auf Funkkommuni­ kation. Sie nutzen die Eigenschaft,

dass statische und sich bewegende Objekte die Ausbreitung elektroma­ gnetischer Wellen, den sogenann­ ten Funkkanal zwischen einem Sender und einem Empfänger, beeinflussen. Dr. Fabian de Ponte

Müller, Wissenschaftler in der Grup­ pe Landverkehr und zuständig für das Thema Fahrzeugkommunikation am DLR-Institut für Kommunikation und Navigation, erklärt: «Wir werten die Verzerrungen und Verzögerungen der Funksignale aus und können so die Position und Geschwindigkeit von Personen und Objekten, die sich im Ausbreitungsraum befinden, ermitteln.»

Bei der eFence getauften Techno­ logie beleuchtet die strassenseitige Funkkommunikation kritische Be­ reiche und ermöglicht es dadurch, nichtkooperative Verkehrsteilnehmer zu erfassen und zu lokalisieren. Die Auswertung der Daten wird mittels V2X-Funk zurück an die automati­ sierten Fahrzeuge kommuniziert und ermöglicht ihnen, potenzielle Gefahrensituationen frühzeitig zu erkennen.

Erfolgreiche Praxistests Zum Test dieses Ansatzes wurden auf dem DLR-Gelände in Oberpfaf­ fenhofen fünf Antennen aufgestellt, um ein Kreuzungsszenario zu erfassen. Mit Hilfe eines Channel Sounders, einem hoch präzisen Funk­ messsystem, wurde eine Antenne versorgt, die gesendeten Signale breiteten sich aus und wurden an vier Empfangsantennen aufgezeichnet.

Die Auswertungen der Messdaten haben die Funktion der Technologie bestätigt; wie das DLR vermeldet, konnten mittels der eFence-Tech­ nologie bereits Fuss­gänger mit einer Genauigkeit von unter einem Meter geortet werden.

Zur Erfassung eines Kreuzungsszenarios werden mehrere Antennen verwendet.

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Sobald das Fahrzeug eine eDrive Zone erreicht, erscheint im Control Display ein Hinweis auf das automatische Umschalten in den «ELECTRIC»-Modus.

BMW eDrive Zone

AUTOMATISCH ELEKTRISCH IN STADTGEBIETEN UNTERWEGS BMW hat für ausgewählte Städte sogenannte eDrive Zones definiert. Ein entsprechender digitaler Service schaltet Plug-in-Hybrid-Autos automatisch in den rein elektrischen Betrieb, sobald sie in eine dieser Zonen einfahren. So wird die urbane Lebensqualität gesteigert – und die Erhöhung der elektrischen Fahranteile trägt zu einer Reduzierung der Betriebskosten bei. Text: Stefan Gfeller | Bild: BMW

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lug-in-Hybrid-Fahrzeuge ha­ ben eine relativ hohe Reich­ weite im rein elektrischen Betrieb. Damit vorwiegend in urbanen Ballungsgebieten ent­ sprechend emissionsfrei gefahren werden kann, bieten viele Modelle dem Fahrer die Möglichkeit, ausser­ städtisch den Verbrenner zu priorisie­ ren. So kann die volle Batterieladung für eine kommende rein elektrische Fahrt – die wiederum vom Fahrer per Knopfdruck initialisiert wird – in der Stadt erhalten werden. BMW ermöglicht nun mit dem neuen digitalen Service eDrive Zone einen automatischen Wechsel in den rein elektrischen Betriebsmodus, sobald das Fahrzeug in ausgewählte Stadt­ gebiete einfährt.

Geo-Fencing mittels GPS Die Entwicklung des Services basiert auf einem Pilotprojekt der BMW Group in der niederländischen Hafen­ stadt Rotterdam. Dort erhielten 50 Fahrer von Plug-in-Hybrid-Modellen über eine speziell entwickelte App Zugriff auf die GPS-Koordinaten einer für den Innenstadtbereich definierten Zone. Bei der Einfahrt in diesen Be­ reich wurden sie aufgefordert, in den rein elektrischen Fahrmodus «MAX eDrive» zu wechseln, was offenbar mehrheitlich auch befolgt wurde: Bereits nach wenigen Monaten wurde ersichtlich, dass die an dem Pilotprojekt beteiligten Fahrer rund 90 Prozent aller Strecken innerhalb der Rotterdamer eDrive Zone rein elektrisch zurückgelegt hatten.

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Der aus dem Pilotprojekt entwi­ ckelte Service ist nun serienmässig in sämtlichen Varianten der Plug-inHybrid-Modelle BMW 745e, BMW X5 xDrive45e und BMW 330e verfügbar, und weitere Modelle sollen sukzessive folgen. BMW eDrive Zone nutzt zur Erkennung ausgewiesener Gebiete die GeoFencing-Technologie über GPS. Das Umschalten in den rein elektrischen Fahrmodus erfolgt dabei automa­ tisch. Bei aktiviertem Service wird jede verfügbare eDrive Zone auf der Navigationskarte im Control Display grafisch hervorgehoben.

Dort erscheint zudem ein Hinweis auf das automatische Umschalten in den Modus «ELECTRIC», sobald das Fahrzeug eine eDrive Zone erreicht.

Selbstverständlich ist das Auto auch innerhalb einer eDrive Zone nur so lange lokal emissionsfrei unterwegs, wie es der Ladezustand der Hochvoltbatterie zulässt: Sobald die Energievorräte zur Neige ge­ hen, wird der Verbrennungsmotor aktiviert, was dem Fahrer auch im Control Display angezeigt wird.

Fünf Schweizer Städte eingebunden BMW eDrive Zones wurden bereits für eine Vielzahl von europäischen Grossstädten definiert, dabei wur­ den zunächst sämtliche 58 Städte und Regionen in Deutschland mit Umweltzonen berücksichtigt. Hinzu kommen weitere Kernbereiche von Städten in Österreich, den Nieder­ landen, Belgien und Frankreich.

In der Schweiz sind Bern, Basel, Genf, Luzern und Zürich in den Service eingebunden. Die Liste soll in Zukunft um weitere Länder und Städte ergänzt werden, denn grundsätzlich kann natürlich für jedes urbane Ballungsgebiet eine eDrive Zone definiert werden. Der für den Service entwickelte technologische Ansatz wäre zudem auch für Plugin-Hybrid-Modelle anderer Marken vorstellbar bzw. umsetzbar.

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64 5/20 PRODUKTE

KW-GEWINDEFAHRWERKE FÜR DIE IKONE: BMW 3ER TOURING

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ür den 3er Touring (G21) mit xDrive hat der Fahrwerkher­ steller KW automotive be­ reits verschiedene Gewin­ defahrwerke im Angebot ab 1595 Franken (Variante 1). Das Angebot geht bis zur Variante 3 (2550 Fran­ ken) mit individuell einstellbarer Dämpfer­charakteristik. Die Feder­ beine sind aus Edelstahl und erlau­ ben mit DTC-Prüfbericht eine maxi­ male Tieferlegung von bis zu 60 mm am 3er Touring (G21). Ein entspre­ chendes Fahrwerk für Fahrzeuge mit adaptiven Dämpfern wird bald lieferbar sein.

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FITZEL EURO-TRANS – PROFESSIONELLE ANHÄNGER FÜR DEN FAHRZEUGTRANSPORT

B

is 2900 kg Nutzlast machen den EURO-TRANS in seiner Klasse einzigartig. Der An­ hänger ist eine besonders leichte Voll-Aluminium-Konstruktion mit Selbstkipp-Mechanismus und garantiert ein sicheres Fahrverhal­ ten durch eine niedrige Ladehöhe ab 580 mm. Das Luxusfahrwerk mit Pendelachse für 100-%-Lastenaus­ gleich sorgt für aktive Fahrsicher­ heit; unebene Strassen sowie ver­ schiedene Kupplungshöhen werden ausgeglichen. Der Anhänger verfügt über leichtgängige und seitlich ver­ schiebbare Ladeschienen und ist

LIX ist ein starkes und effekti­ ves Handreinigungstuch-Sys­ tem in höchster Qualität. Der hochwirksame Reinigungs­ effekt wird durch die Kombination aus der speziellen, zitrusbasierenden Flüssigkeitsformel und der starken, strapazierfähigen und leicht abrasi­ ven Tuchoberfläche erzielt. ELIX ent­ fernt damit restlos und hautschonend Fett, Teer, Wachs, Kleberückstande, Öl, Kupferpaste, Brems- und Koh­ lestaub, Lacke, Farben, Tinte, Gras­ flecken und viele weitere hartnäcki­ ge Verschmutzungen. Der praktische Eimer enthält 90 ELIX-Tücher.

Generalvertretung für die Schweiz: Karl Ernst AG 8005 Zürich, 044 271 15 85 www.KarlErnstAG.ch

NEUE ULTRASCHALL-RADWASCHMASCHINE TIRESONIC TWIN

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it der neuen Radwasch­ anlage Twin lässt sich der Reifenservice um ein gutes Stück wett­ bewerbsfähiger machen und das in halber Zeit. Denn saubere Räder/ Felgen sind nicht nur eine wichtige Voraussetzung für die Gewichtsplat­ zierung im stationären Radwuchten, sie sorgen vor allem für zufriedene Kunden und schaffen Kundenbin­ dung. Die patentierte Technik von Twin arbeitet sehr gründlich und schnell: mit Ultraschall im gut 40 °C aufgeheizten Waschmittel-Tauchbad, ohne zusätzliche Verschmutzung

durch Plastikgranulat. Das Ergebnis sind rückstandslos saubere Räder und Felgen ohne Vor- und Nachbe­ handlung.

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ab CHF 2.90 pro Sticker (Bestickt, HD-Emblem)

auch für sehr feine, kleine Logos und Schriftarten möglich, bis zu 18 Faden-Farben erhältlich, ab 250 Stück Um Ihr Textil optimal und nach Ihren Wünschen zu veredeln, bieten sich je nach Material und Motiv verschiedene Verfahren an. Wir beraten Sie gerne, welches Verfahren für Ihre Vorlage oder Ihren Gestaltungswunsch das beste ist.

ab CHF 5.– pro Sticker erhältlich ab 25 Stück

Wir berechnen automatisch die Kosten für eine einfarbige Werbeanbringung an einem geeigneten Ort auf dem Artikel. Je nach Druckverfahren und Komplexität des gewünschten Druckes können diese sehr verschieden sein. Für eine einfarbige Werbeanbringung an einem geeigneten Ort auf dem Artikel entstehen folgende einmalige Kosten: ab CHF 40.– / jede weitere Farbe ab CHF 30.–, Preise: in CHF, zzgl. Porto + MwSt., Farben: verschiedene Farben lieferbar, Lieferfrist: 10 – 20 Arbeitstage nach Erhalt der Bestellung und Logo (Format eps oder jpg), Bezahlung: 50% bei Bestelleingang, 50% nach Erhalt der Rechnung. Preisänderungen bleiben vorbehalten.

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66 5/20 VORSCHAU/EVENTS

LESEN SIE IN DER AUSGABE 6/2020: & Wirtschaft

TITELTHEMA

&Technik

TECHNIK

Garagenkonzepte Freie Garagen, die eine Partnerschaft mit einem Garagenkonzept eingehen, erhalten in vielen Bereichen Unterstützung, auf die sonst nur Markenvertretungen zählen können.

WIRTSCHAFT Garantieversicherungen Garantien sind beim Verkauf von Neu- und Occasionswagen auch ein Instrument zur Kundenbindung.

Weitere Themen: Weiterbildung, Bremsen und Bremsprüfung

SCHWERPUNKT

Kia Niro (PHEV) Der Kia Niro kann entweder als Hybrid, als Plug-in-Hybrid (PHEV) oder als reines Elektrofahrzeug bestellt werden. Der Plugin-Hybrid ist ein technisch interessantes Fahrzeug und zeigt im Betrieb, inwiefern sich Hybride in ihrem Aufbau und der Steuer- und Regelphilosophie unterschei­ den können. Er eignet sich durchaus für den vor- oder innerstädtischen Kurzstrecken­verkehr, und auch die Fahrleis­ tungen sind bei diesem Gebrauch anspre­ chend, wie der Test von «AUTO&Technik» ergeben hat.

Karosseriereparatur und Spotrepair Die Reparatur von Kleinschäden, auf ­Neudeutsch Spotrepair, wird für viele Carros­siers immer wichtiger. Zumal sich vermehrt normale Garagisten auf diese Reparaturweise spezialisieren. Im kom­menden Heft zeigen wir die neusten Trends und Produkte zum Thema.

Die AUTO&Carrosserie-Ausgabe 3/2020 erscheint Anfang Juli.

AUTO-EVENTS 2020 Termin

Veranstaltung

Ort

02.05.20

Fredy Barth – Trackday

Anneau du Rhin/F fredybarth.ch

Internet

03.05.20-06.05.20

Fredy Barth – Trackday Academy Nürburgring/D

fredybarth.ch

02.05.20

Concours d'Elegance

lionsinclassic.ch

Lugano/TI

02.05.20

Swiss Cabrio Day

Luzern

openairtours.ch

02.05.20-03.05.20

Arbon Classics

Arbon/TG

arbon-classics.ch

02.05.20-03.05.20

Young Raiders Challenge

Safenwil/AG

03.05.20-06.05.20

Fredy Barth - Trackday Academy SpaFrancorchamps/B

raid.ch fredybarth.ch

09.05.20-10.05.20

Grand Prix TCS

Cossonay/VD

tcs-vd.ch

10.05.20

Dolder Classics

Zürich

dolderclassics.ch

16.05.20

Classic Car Treffen

Samstagern/ZH

brumbrum.ch

17.05.20

Fantastic Plastic

Rickenbach/TG

fantastic-plastic.ch

17.05.20

GP Diessenhofen

Diessenhofen/TG

gpdiessenhofen.ch

21.05.20-24.05.20

Swiss Oldie Camping Weekend

Künten/AG

socc.ch

23.05.20

Classic Car Auction

Luzern

oldtimergalerie.ch

JED O ERZ ABR NLIN EIT UFB E AR

DER AW-GUIDE IST DAS NACHSCHLAGEWERK FÜR DIE SCHWEIZER AUTOMOBILWIRTSCHAFT.

CORONA-EXIT-STRATEGIE

S

eit dem 27. April läuft die erste Etappe der CoronaExit-Strategie. Die zweite Stufe folgt Mitte Mai, die dritte nochmals einen Monat später.

Bis mindestens am 8. Juni bleibt das bestehende Verbot von Menschen­ gruppen mit mehr als fünf Personen bestehen. Danach kann dieses gelockert werden, sofern die Zahl der Covid-Neuansteckungen nicht wieder steigt. Das bedeutet in der

Konsequenz, dass auch im Mai keine Auto-Events, Frühjahrsausstellungen etc. stattfinden. Da sich die Lage zwischen dem Redaktionsschluss von «AUTO&Wirtschaft» und dem Zeitpunkt, in dem Sie das Heft in den Händen halten, jederzeit ändern kann, informieren wir Sie laufend auf unserer Webseite über die neuesten Entwicklungen. (ml) www.auto-wirtschaft.ch

Diagnostik.

Für starke Garagen.

Zeit und Geld sparen bei Fehlersuche und Reparatur.

Derendinger bietet Unterstützung Je genauer und differenzierter ein Steuergerät in der Lage ist mit dem Testgerät zu kommunizieren, desto schneller sind Sie in der Lage fehlerhafte Teile zu ersetzen. Die Spezialisten von TechPool befassen sich mit diesen Themen und haben dadurch ein riesiges Wissen, von dem Sie profitieren können. TechPool unterstützt Sie bei Wartungs-, Reparatur- und Update-Arbeiten und bei der Beschaffung der richtigen Diagnosegeräte, welche helfen, Ihren Arbeitsalltag erfolgreich und gewinnbringend zu gestalten.

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Equipment Assistance Telefon 0848 661 661 First Level Support Werkstattausrüstung (Disposition)

Besser ist besser.

Diagnostik vom Spezialisten.

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Der Name «mega macs» steht seit 1995 für einfache, intelligente und vor allem praxisnahe Unterstützung bei der Reparatur von modernen Automobilen.

Seitdem arbeitet Hella Gutmann daran, den Alltag in Autowerkstätten – vor dem Hintergrund immer komplexer werdender Fahrzeugsysteme – mit jeder neuen Gerätegeneration weiter zu erleichtern. Denn nur Lösungen, die Sie erfolgreich machen, sind eine Investition in Ihre Zukunft wert.

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