Auto&Technik 11/2018

11 | NOVEMBER 2018

www.auto-wirtschaft.ch NEWS Techniktrends

FACHWISSEN Batteriesysteme Akkumulatoren und Batterien funktionieren nach chemischen Redoxvorgängen. Dabei werden ständig die einen Pole oxidiert, die anderen reduziert. Beim Li-Ionen-Akkumulator werden für die hohe Energiedichte reaktive Materialien eingesetzt.

GRÜNKLAR SCHEIBEN -PFLEGE

TECHNIK Antriebskonzepte von morgen Die Reduktion der CO2-Emissionen ist die grösste Herausforderung für die Automobilhersteller.

Experten zeigten anlässlich der SSM-Vortragstagung 2018 Potentiale und Problemstellungen auf.

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ZF

Z

F hat seine aktuellen Produktentwicklungen aus dem Bereich automatisiertes Fahren präsentiert, dazu zählen eine Weiterentwicklung der Notbremsfunktion beim Abbiegen im Stadtverkehr und eine Technologie zum automatischen Vermeiden von Kollisionen.

Im dichten Stadtverkehr biegt ein Auto von der Hauptstrasse in eine Seitenstrasse ein. Ein Fussgänger quert kurz hinter einer schlecht einsehbaren Kreuzung die Fahrbahn und wird vom Fahrer übersehen.

Dies erkennt der automatische Notbremsassistent und bremst das Auto sicher bis zum Stillstand ab. ZF kombiniert für diese Funktion zwei Fronteckradare, eine Frontkamera und das Bremssystem. Mit den fusionierten Kamera- und Radarsignalen

Bild: ZF

WEITERENTWICKELTE AUTOMATISIERTE FAHRFUNKTIONEN

Notbremsassistent für Euro NCAP 2020: Mit den fusionierten Kamera- und Radarsignalen erkennt das Auto auch beim Abbiegen einen kreuzenden Fussgänger.

kann das Auto auch beim Abbiegen zuverlässig einen kreuzenden Fussgänger erkennen. Das ZF-Bremssystem sorgt dann für den sicheren Stillstand des Fahrzeugs.

Die Situation von der Autobahn ist bekannt: Hinter der Kurve leuchten rote Bremslichter auf und das Stauende ist bedrohlich nah. Wer hier nicht in Sekundenbruchteilen richtig reagiert, ist schnell auf das Stauende aufgefahren. Die Fahrerassistenzfunktion Automated Collision Avoidance von ZF kann die Gefahrensituation erkennen und reagieren, falls der Fahrer nicht handelt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Notbremsfunktionen kann dieses System automatisch auf eine freie Spur ausweichen, wenn innerhalb der Spur der Platz für eine Notbremsung nicht ausreicht. (pd/sag)

BORGWARNER

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orgWarner hat ein für den Nutzfahrzeugbereich neues Organic Rankine Cycle System (ORC) zur Wärmerückgewinnung entwickelt, welches das Phasenwechselverhalten von Flüssigkeiten nutzt – ähnlich wie Klimaanlagen oder Kühlsysteme. Der Zyklus kann in vier Schritte unterteilt werden: Zunächst wird die kühle Arbeitsflüssigkeit aus dem Kondensator auf Hochdruck verdichtet. Anschliessend wird sie durch die Abwärme des Motors erwärmt, bis sie überhitzt und zu Dampf wird. Dieser treibt wiederum den Turbinenexpander an und erzeugt elektrische Energie.

Schliesslich wird der Niederdruckdampf durch den Kondensator wieder in seinen flüssigen Aggregatzustand gekühlt und der gesamte Prozess beginnt erneut.

Bild: BorgWarner

ABWÄRME IN ELEKTRISCHE ENERGIE UMWANDELN

BorgWarners ORC-Wärmerückgewinnungssystem verbessert die Treibstoffeffizienz, indem es Abwärme in elektrische Energie umwandelt.

Das System besteht aus Auspuffund AGR-Verdampfern, einem Abgasklappen-Bypassventil, einemTurbinenexpander sowie der dazugehörigen Leistungselektronik und einem Kondensator. Bei hohen Motorlasten kann es notwendig sein, den Verdampfer zu umgehen. Das Abgas-Bypassventil ist eine effektive Methode zur Steuerung der Wärmemenge und sorgt für eine proportionale Durchflusskontrolle des Abgases, niedrigen Gegendruck und maximale Motorleistung.

Mit einer elektrischen Leistung von 48 V ist BorgWarners ORC-Turbinenexpander nicht nur ideal für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor geeignet. Er unterstützt zudem Mildhybrid-Nutzfahrzeuge, denen in den nächsten fünf bis zehn Jahren deutliche Wachstumsraten vorausgesagt werden. (pd/sag)

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MAZDA

WANKELMOTOR KOMMT ZURÜCK – ALS RANGE EXTENDER Bild: Mazda

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azda wird im Jahr 2020 sein erstes Elektrofahrzeug auf den Markt bringen und zunächst zwei Varianten einführen. Eine Variante wird ausschliesslich elektrisch per Batterie angetrieben, die andere kombiniert die Batterie mit einem kleinen, leichten und aussergewöhnlich leisen Kreiskolbenmotor, der als Range Extender dient. Der Range Extender lädt die Fahrzeugbatterie bei Bedarf auf und räumt so die Bedenken vieler Kunden im Hinblick auf die begrenzte Reichweite von Elektrofahrzeugen aus.

Mazda verfügt über eine bis in die 1960er-Jahre zurückreichende Expertise beim Bau von Kreiskolbenbeziehungsweise Wankelmotoren und hat als einziger Hersteller weltweit dieses Motorenkonzept erfolg-

Totgesagte leben bekanntlich länger: Mazda will den Wankelmotor künftig als Range Extender in Elektrofahrzeugen einsetzen.

reich kommerzialisiert. Als Range Extender im Elektrofahrzeug feiert der einzigartige Kreiskolbenmotor nun ein Comeback als Antriebsquelle der Zukunft. Die Japaner wollen die Vorzüge elektrischer Antriebe mit eigenen Technologien kombinieren. Ziel ist die Entwicklung von Elektroautos, die nicht nur die immer strengeren Umweltanforderungen erfüllen, sondern auch das markentypische Fahrvergnügen bieten.

Die kleine Bauform und hohe Leistungsabgabe des Kreiskolbenmotors ermöglichen eine Vielzahl von elektrifizierten Antriebslösungen in einem gemeinsamen Layout. Da der Wankelmotor neben Benzin auch mit gasförmigen Treibstoffen kompatibel ist, kann der Range Extender zum Beispiel auch mit Flüssiggas betrieben werden. (pd/sag)

VOLKSWAGEN / SIEMENS

PRÄZISE UMFELDINFORMATIONEN VON KREUZUNGEN Bild: Volkswagen

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olkswagen und Siemens wollen die Sicherheit im Strassenverkehr weiter verbessern, insbesondere in Bereichen von Kreuzungen.

Dafür wird der lokale Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen und digitaler Verkehrsinfrastruktur um neue Funktionalitäten ergänzt.

Das Gesamtsystem basiert auf der Car2X-Technologie WLANp (ITS-G5) und wird jetzt im Wolfsburger Stadtverkehr getestet. Dazu wird derzeit auf einer Hauptverkehrsstrasse in Wolfsburg einTestabschnitt errichtet, in dem zehn Verkehrssignalanlagen die Ampelphasen im lokalen Umfeld mittels WLANp aussenden. Künftige Car2X-Fahrzeuge können diese Informationen verarbeiten und den Fahrer beispielsweise über «grüne Wellen» informieren.

Radarsensoren an der Ampel erfassen den Radfahrer und warnen den Autofahrer mittels Car2X-Technologie.

Darüber hinaus werden zwei Strassenkreuzungen mit moderner Sensorik ausgestattet, um Fussgänger und Radfahrer zu erfassen, denn Kreuzungen, die mit Radarmesssensorik ausgestattet sind, besitzen die Möglichkeit, die Detektionsgenauigkeit von Fussgängern und Radfahrern deutlich zu erhöhen. Die Informationen der Ampelanlagen werden mit den Umfeldinformationen der Kreuzungen ergänzt. Diese Daten gelangen mit der Car2X-Technologie in die Fahrzeuge, die VW im nächsten Jahr einführen wird. Diese sogenannten kooperativen Sicherheitsfunktionen greifen etwa in Situationen ein, in denen der Fahrer oder das Fahrzeug die umgebenden Verkehrsteilnehmer mit eigener Sensorik nicht oder erst sehr spät erkennen können. (pd/sag)

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13.06.2018 16:20:52

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Bild 1. Die Li-Ionen-Akkumulatoren werden schwer und voluminös bleiben. Durch die Effizienz der elektrischen Antriebe kann in Zukunft trotzdem mit vernünftigen Reichweiten gerechnet werden.

(in Zahlen: 100’000’000’000 km) Personenwagenkilometer, welche allein in der Schweiz jährlich gefahren werden (Quelle: Vademecum strasseschweiz 2018), und die 17 Milliarden Tonnenkilometer der Nutzfahrzeuge haben die grossen Anstrengungen der Automobilindustrie überkompensiert.

Die Energiedichte, welche bis heute im Treibstofftank von Fahrzeugen in Form von Diesel oder Benzin mitgeführt werden kann, ist einfach unerreicht; auch die Leistungen, welche moderne Tankstellen heute erbringen, sind beispielhaft (100 Liter oder 75 kg Benzin werden in ca. 5 Minuten getankt: 75 kg · 43 MJ / 300 s = 10.75 MW) und werden von elektrischen Speichermedien kaum je erreicht werden.

Batteriesysteme

«ELEKTRONENSPEICHER» Akkumulatoren und Batterien funktionieren nach chemischen Redoxvorgängen. Dabei werden ständig die einen Pole oxidiert, die anderen reduziert. Beim Li-Ionen-Akkumulator werden für die hohe Energiedichte reaktive Materialien eingesetzt. Deshalb müssen die Prozesse sehr exakt überwacht werden, damit die Akkumulatoren nicht «durchgehen».

Text: Andreas Lerch | Bilder: Fraunhofer-Institut, Porsche, Renault, VDE-Verband der Elektrotechnik, Lerch

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or noch nicht allzu langer Zeit war eine vollhybridisierte und gar elektrifizierte Mobilität vollständig undenkbar. Am 39. Internationalen Motorensymposium in Wien verkündete der neue Forschungs- und Entwicklungschef der Daimler AG, Ola Källenius, dass die MercedesBenz-Fahrzeuge bis 2025 alle mit 48 Volt oder mehr hybridisiert sein würden. Zudem beginnt MercedesBenz dieses Jahr mit der Produktion eines Brennstoffzellenfahrzeuges.

Es sind die CO2-Werte, welche den Automobilherstellern nach der Dieselkrise wohl schlaflose Nächte bereiten. Der vorgegebene Weg der Politik ist klar. Das Pariser-Umweltabkommen von 2015 wird von vielen Ländern ernst genommen, und nun

Bild 2. Porsche verbaut auf Wunsch Li-Ionen-Batterien als Bordspannungsversorgung. möchten (Umwelt-)Politiker, dass alles, was mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, vom Markt verbannt werden soll.

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Natürlich sind die vom Verkehr erzeugten CO2-Emissionen in den letzten 30 Jahren kaum gesunken.

Der Mehrverkehr, die 100 Milliarden

Chemie Die Definition der Oxidation als Verbindung eines Stoffes mit Sauerstoff und jene der Reduktion als Entzug von Sauerstoff sind bekannt.

Wird beispielsweise bei der Metallherstellung einem in der Natur vorkommenden Metalloxid der Sauerstoff entzogen, ist dazu ein Stoff nötig, welcher sich bei einer bestimmten Temperatur lieber mit Sauerstoff verbindet als das Metall.

Dabei wird das Metall reduziert und der Hilfsstoff (Reduktionsmittel) oxidiert. Diese doppelten Reaktionen werden Redoxvorgänge bezeichnet.

Eine zusätzliche Präzisierung muss bezüglich der Oxidation und der Reduktion gemacht werden.

Wasserstoff oder auch Natrium oxidieren nicht nur mit in der Luft enthaltenem Sauerstoff, sondern auch mit Chlorgas zu HCl (Salzsäure) bzw. NaCl (Kochsalz). Nach dieser Entdeckung wurden die Begriffe Oxidation und Reduktion weiter gefasst: Bei beiden Reaktionen geben sowohl Wasserstoff wie auch Natrium ihre Elektronen ab; somit wurde die Definition der Oxidation festgelegt als die «Abgabe von Elektronen» und jene der Reduktion als «Aufnahme von Elektronen».

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dem Elektrolyten angehören, ein am Pluspol ankommendes Elektron annehmen und dann atomar an der Pluselektrode andocken. Auf diese Weise kommt im Primärelement der Elektronenfluss zustande. Die chemische Reaktion läuft nur auf eine Seite und ist nicht reversibel (= umkehrbar). Aus diesem Grund können diese Batterien auch nicht wieder aufgeladen werden.

Bild 3. Ladungen in einer Primärzelle.

Der Elektrolyt besteht aus Ionen. Die Ladungen der Ionen müssen sich in jedem Moment aufheben. Werden am Minuspol positive Ionen abgespalten, müssen am Pluspol positive Ionen mittels Elektronen angebunden und neutralisiert werden.

Im Weiteren sind die Pole von Akkumulatoren nicht immer eindeutig als Anode oder Kathode bezeichnet. Das kommt daher, dass beispielsweise der negative Pol beim Entladen Elektronen abgibt (Oxidationsvorgang) und daher als Anode bezeichnet wird. Beim Laden werden dagegen Elektronen aufgenommen (Reduktion). Deshalb müsste der negative Pol jetzt als Kathode bezeichnet werden.

Die Anoden- und Kathodenbezeichnung ändert sich je nach Lade- oder Entladevorgang. Die Batteriepole (Plus und Minus) bleiben hingegen immer die gleichen.

Wahrscheinlich aufgrund der nicht wiederaufladbaren Batterien hat sich die Bezeichnung während des Entladevorgangs durchgesetzt: So wird üblicherweise der Minuspol einer Batterie oder eines Akkumulators als Anode, der Pluspol als Kathode bezeichnet.

Primärelemente Unter Primärelementen werden Einwegbatterien verstanden, welche etwa in herkömmlichen Taschenlampen eingesetzt sind. Sie weisen ihre Spannung aufgrund der Differenz der beiden Elektroden in der elektrochemischen Spannungsreihe auf. Ein ionenleitender Elektrolyt verbindet diese, und Separatoren verhindern den Kurzschluss.

Ein vereinfachtes Primärelement ist im Bild 3 dargestellt. Der elektronegative Minuspol (Anode) zersetzt sich während der Entladung. Dabei gehen die Metallteile als positive Ionen (blau) in Lösung und lassen ein Elektron in der Elektrode zurück.

Die Lösung – der Elektrolyt – besteht ebenfalls aus Ionen. Diese positiven und negativen Ionen (grün und violett) haben keine feste Bindung zueinander, und so versuchen die «neuen» positiven Ionen, in diese losen Bindungen einzudringen. Das geht natürlich nicht, denn sonst würde das gesamte elektrische Gleichgewicht im Elektrolyten gestört.

Wenn aber die überschüssigen Elektronen am Minuspol durch den Leiter und die Lampe zum Pluspol strömen, können die violetten, positiven Ionen, welche eigentlich

Sekundärelemente Als Sekundärelemente oder Akkumulatoren werden Energiespeicher bezeichnet, welche chemische Energie in elektrische Energie umwandeln können, aber auch in umgekehrter Richtung funktionieren und so wieder aufgeladen werden können. Die chemischen Prozesse sind hier reversibel.

Der Bleiakkumulator (in der Folge auch Batterie genannt) funktioniert nach einem derartigen Prinzip. Die Chemie dazu wurde vor über 200 Jahren gefunden und konnte seither laufend verbessert werden. Bei der geladenen Batterie besteht der negative Pol aus Blei und der positive aus Bleidioxid. Als Elektrolyt wird eine Schwefelsäure-Wasser-Mischung mit 38 % Schwefelsäure gewählt.

Wird der Pluspol über einen Verbraucher mit dem Minuspol verbunden, beginnt im Innern der Batterie die Ionenwanderung: Am Minuspol verwandelt sich das reine Blei in positive Blei-Ionen Pb2+ und zieht ein frei «schwimmendes»

Sulfat-Ion (SO42–) aus dem Elektrolyten an (Bild 4). Da nun im Elektrolyten zwei negative Ladungen von Wasserstoff-Ionen frei werden, löst sich der Sauerstoff vom Bleidioxid der Plus-Platte und verbindet sich mit den Wasserstoff-Ionen zu Wasser (H2O). Das zuletzt noch freiwerdende Sulfat-Ion im Elektrolyten möchte sich nun mit dem Blei des Pluspols (Pb4+) verbinden. Das geht aber nur, wenn zwei negative Ladungen dazukommen, denn das Blei-Ion ist durch die Abgabe der SauerstoffIonen vierfach positiv (4+) geworden.

Da geht eine Verbindung mit einem SO42– nicht. Kommen aber zwei Elektronen durch den Leiter und die Lampe zum Pluspol, wird dieser mit zwei Elektronen reduziert und es bleibt ein Pb2+-Ion, welches sich nun mit dem Sulfat-Ion verbinden kann. Die Ionenwanderung ist damit abgeschlossen und die Batterie entladen, weil jetzt der Plus- und der Minuspol aus Bleisulfat bestehen und der Elektrolyt aus Wasser.

Beim Ladevorgang wird die Energie wieder eingespiesen, die Elektronen zurückgetrieben und so der Ionenfluss in die umgekehrte Richtung angeregt.

Bild 4. Der konventionelle Bleiakkumulator kann einen reversiblen chemischen Vorgang durchlaufen.

Deshalb kann der Akku entladen und dann wieder geladen werden.

G

e Prüfung und Instandsetzung von Common Rail Injektoren und Hochdruckpumpen

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Bild 5. Da Lithium ein reaktives Metall ist, müssen die chemischen Vorgänge besonders vorsichtig entwickelt werden.

Bedingungen Damit ein Akkumulator brauchbar wird, sollte er bei geringer Masse und geringem Volumen viele chemische Verbindungen enthalten, welche möglichst viele Elektronen bzw.

Ionen bilden können. Dann sprechen wir von einer grossen Kapazität.

Reagieren die chemischen Prozesse sehr schnell, dann können die vielen Elektronen auch schnell abgezogen werden, das heisst, der Akkumulator ist im Stande, einen grossen Strom zu liefern. Ist dazu die Kraft der chemischen Bindungen sehr gross, wollen also die Elektronen unbedingt zum Pluspol strömen, kann von einer hohen Spannung gesprochen werden. Dies garantiert eine hohe Entladeleistung des Akkumulators.

Um diese Eigenschaften in Batterien und Akkumulatoren zu erreichen, müssen Materialien ausgewählt werden, welche in der elektrochemischen Spannungsreihe weit auseinanderliegen. Ein speziell negatives Material ist beispielsweise Lithium.

Li-Ionen-Akkumulator Prinzipiell funktionieren alle Akkumulatoren auf eine ähnliche Art und Weise. Je nach Materialpaarung verändern sich die Zellenspannungen und die spezifischen Kapazitäten. Für die Forscher gilt es nun, Materialien

Bild 6. Wie bei allen Batterien und Akkumulatoren bestehen auch Li-IonenAkkus aus vielen seriell- und parallelgeschalteten Zellen. Schliesslich muss alles exakt überwacht werden, damit weder Überspannungen noch Übertemperaturen auftreten.

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zu suchen, welche einerseits grosse Spannungen und hohe Kapazitäten versprechen, die sich auf der anderen Seite aber auch in ein reversibles chemisches System hineinentwickeln lassen und deren chemische Lade- und Entladeprozesse stabil und ungefährlich ablaufen können.

Je höher die Spannungslage ist, desto reaktiver werden die Materialien und desto schwieriger wird es, die Prozesse in einem sicheren Rahmen ablaufen zu lassen.

Der Bleiakkumulator ist ein tolles Beispiel für den Kompromiss zwischen Energie- bzw. Leistungsdichte und Prozesssicherheit; durch die vielen Entwicklungsjahre hat er ein hohes Niveau erreicht, so dass sprunghafte Verbesserungen nicht mehr zu erwarten sind. Anders sieht dies bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren aus. Diese wurden erstmals um

1980 erwähnt und den ersten Serieneinsatz erlebten sie 1990 in einer Videokamera von Sony. In der Zwischenzeit sind gerade einmal 30 Entwicklungsjahre vergangen, und da dürfen noch bedeutende Verbesserungen in der Materialzusammensetzung erwartet werden.

Ionen- und Elektronenfluss Lithium ist ein sehr reaktives Metall und verspricht eine hohe Zellenspannung (ca. 3.7 V). Dazu müssen die entsprechenden Stromableitungs- und Reaktionsmaterialien gesucht werden.

Als Elektrolyt muss eine ionenleitende wasser- und sauerstofffreie Flüssigkeit gefunden werden. Wenn Lithium auf Sauerstoff trifft, wird eine heftige Oxidation ausgelöst. Lithium ist so reaktiv, dass es das Wasser aufspalten und sich mit dem ergebenden Sauerstoff verbinden würde. Bei

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dieser Reaktion bleibt Wasserstoff zurück, welcher als Knallgas auch sehr reaktiv ist.

Für die negative Elektrode wäre reines Lithium optimal. Da sich dieses während des Entladeprozesses aber ionisiert und in Lösung geht, müssen die Li-Ionen beim Laden wieder zum Minuspol «zurückkehren». Bei dieser Rückwanderung verteilt sich das Lithium aber nicht mehr regelmässig. Es würden Dendriten (griech. Baum) gebildet, also spitze, baumartige Gebilde, welche die Separatoren durchdringen und zu Kurzschlüssen führen könnten. (Bei nicht aufladbaren Lithium-Batterien werden teilweise Anoden aus reinem Lithium eingesetzt.)

Aus diesem Grund müssen bei Akkumulatoren «Wirtsmaterialien» verwendet werden, welche in der Lage sind, die Lithium-Ionen aufzunehmen. Beim Entladevorgang wandern die positiv geladenen Lithium-Ionen von der Anode (Minuspol) durch den Elektrolyten und den Separator zur Kathode (Pluspol), während die entsprechenden negativ geladenen Elektronen den gleichen Weg ausserhalb des Akkumulators durch eine elektrische Leitung und einen Verbraucher absolvieren.

Beim Pluspol werden die Elektronen aufgenommen (Reduktionsvorgang).

Materialien Der Minuspol (Anode) besteht in den meisten Fällen aus Graphit (= Wirtsmaterial), welcher auf einer Kupferfolie als Elektrode aufgebracht ist. In die Graphitlamellen werden die zur Leistungsbereitstellung benötigten positiven Li-Ionen eingelagert. Da sich die Li-Ionen zwischen die Graphitlamellen «hineinschieben» und sich in die Gitterstruktur einfügen (Interkalation), werden die Graphitlamellen bei diesem Vorgang ein wenig auseinandergeschoben, und die Anode dehnt sich aus. Durch diese Art der Verbindung werden Reaktionsgeschwindigkeit und Leistungsfähigkeit des Akkus erhöht.

Bild 7. Dieses Batteriesystem ist mit der eingebauten Kühlung dargestellt.

Im Hintergrund sind die einzelnen Zellen und Module erkennbar.

Die positive Elektrode besteht aus Oxiden verschiedener Metalle (Mischoxide). Die häufigsten Verbindungen sind Oxide von Kobalt, Mangan und Nickel. Konventionelle Kathoden bestanden aus Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2). Aus ökologischen Gründen wird versucht, das Metall Kobalt durch Mangan zu ersetzen.

Diese Oxide bilden Schichtstrukturen, wobei sich Lagen aus Kobaltbzw. Mangan-, Sauerstoff- und Lithium-Ionen abwechseln. Beim Ladevorgang verlässt Lithium diesen Kristall und wird durch den Elektrolyten zum negativen Pol gedrückt; beim Entladevorgang kehrt das Ion wieder zum Pluspol zurück.

Materialvarianten Während der Minuspol aus Graphit nicht im Zentrum der Diskussion steht, werden bei den Pluspolen verschiedene Materialkompositionen diskutiert und ausprobiert.

Die Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Elektrode (NCA) weist sowohl eine hohe Energie- wie auch Leistungsdichte auf; sie muss extrem abgesichert werden.

Auch die Lithium-Nickel-ManganKobalt-Legierung (NMC) verfügt über eine hohe Energiedichte; ihre Lebensdauer und die Leistungsdichte sind geringer.

Der Lithium-Eisen-Phosphat-Akku (LFP) gilt als kostengünstig, sicher und langlebig. Zudem kann er schnell geladen werden; die Energiedichte hinkt hinter den andern nach.

LTO-Elektroden bestehen aus Lithium-Titanat-Legierungen. Diese Akkus überzeugen durch Lebensdauer und

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Betriebssicherheit. Die Vorteile werden mit Einbussen im Energiebereich (ca. ein Drittel Einbusse gegenüber NCA) und mit einer bedeutenden Zusatzmasse erkauft.

Lithium-Polymer-Akkumulatoren (Li-Poly) sind häufig im Gespräch.

Die Anodenmaterialien können von den vorbeschriebenen Varianten übernommen werden. Der Elektrolyt wird auf Polymerbasis aufgebaut und liegt in gelartiger Form vor. Die Vorteile liegen in der Energiedichte und im Preis. Die Nachteile in der elektrischen und der thermischen Anfälligkeit.

Gefahren Eine Gefahr bei den Li-Ionen-Akkumulatoren sind die thermischen Belastungen.

Die Systeme reagieren sehr empfindlich, wenn sie ausserhalb des Temperaturbereichs von beispielsweise 0 °C bis 65 °C betrieben werden. Bei tiefen Temperaturen verlangsamen sich die Alterungsprozesse, aber auch die Reaktionsgeschwindigkeiten.

Die Elektrolyte bestehen aus brennfähigem Material, weshalb Temperaturen über 100 °C durch externe (Feuer) oder interne (zu hohe Zellenspannungen) Einflüsse unbedingt zu verhindern sind.

Auch Kurzschlüsse (z. B. bei einer Fahrzeugkollision) müssen unter allen Umständen verhindert werden. Im ungünstigsten Fall führt dies zu einem «Thermal Runaway» (thermisches Durchgehen). Dieser Effekt entsteht auch, wenn mehr als 50 % des Lithiums die Mischkristalle am Pluspol verlassen, also am elektrochemischen Prozess teilnehmen.

Thermal Runaway beschreibt den unkontrollierten Temperaturanstieg einer chemischen Reaktion innerhalb einer Zelle. Dabei reagiert der Graphit mit dem Lithium, was eine zerstörerische Kettenreaktion auslösen kann, bei welcher sogar die Separatoren schmelzen können, was dann zu einem kapitalen Kurzschluss führt.

Massnahmen Zur Batteriesicherheit kann entsprechendes Kathodenmaterial eingesetzt und die Batterie gekühlt und thermisch bzw. spannungsmässig überwacht werden (Bild 6). Im automobilen Bereich werden zusätzlich «Shut-Down»-Separatoren eingesetzt. Diese bestehen aus dem Kunststoff Polyethylen, welcher bei Erwärmung weich wird und die Separatorporen verschliesst und ionenundurchlässig macht. Wie überall im Automobilbau haben neu entwickelte Baugruppen immer Vor- und Nachteile. Da die Unfallvorgänge nie abschliessend vorausgesehen und -bestimmt werden können, sind in diesem Bereich immer Überraschungen angesagt. Deshalb müssen gerade die Ersteinsatzkräfte bei der Bergung von Elektrofahrzeugen spezielle Vorsicht walten lassen.

FRAGEN 1. Wie unterscheidet sich ein Ion von einem Elektron?

2. Was ist ein Wirtsmaterial?

3. Welcher Pol des Li-Ionen-Akkus besteht aus einem Wirtsmaterial?

Aus welchem Material besteht er?

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Der Markt entwickelt sich diametral zu den Zielvorgaben zur Reduktion der CO2-Emissionen: Wegen «Dieselgate» werden mehr Ottomotoren nachgefragt, und der Allradantrieb wird in der Schweiz immer beliebter.

Antriebskonzepte der Zukunft

AUSLEGEORDNUNG VOM ROH- BIS ZUM BETRIEBSSTOFF

Die Reduktion der CO2-Emissionen ist die grösste Herausforderung für die Automobilhersteller.

Um diese zu senken, müssen die Wirkungsgrade der Verbrennungsmotoren weiter gesteigert, im Verbund mit Hybridantrieb optimiert oder es muss gar auf Elektroantrieb umgesattelt werden.

Lokal wird in letzterem Fall kein CO2 mehr emittiert. Experten zeigten anlässlich der SSM-Tagung 2018 Potentiale und Herausforderungen auf.

Text: Andreas Senger | Bilder: Referenten

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uf einen Schlag könnten die Automobilhersteller die festgelegten CO2Emissionsziele erreichen: Den Anteil von E-Fahrzeugen im Verkauf drastisch erhöhen. Der Volkswagen-Konzern hat seine strategische Ausrichtung auf den lokal emissionsfreien Antrieb fokussiert. Die Fachtagung der Schweizerischen Studiengesellschaft für Motorenbetriebsstoffe SSM fand auch dieses Jahr in Sursee statt und konzentrierte auf dieses Thema.

Um den Fahrzeugmarkt und die Kauftendenzen von Herrn und Frau Schweizer zu verstehen, präsentierte Andreas Burgener, Direktor auto-schweiz, die Fakten dazu. Seit

der Einführung der CO2-Vorschriften am 1. Juli 2012 sowohl in der Schweiz als auch in der EU haben die Vorgaben nicht zu einem zusätzlichen Absenken der Verbräuche geführt.

Durch die stärker motorisierten Fahrzeuge und den hohen Allradanteil sind die CO2-Emissionen in g/km in der Schweiz über die komplette Fahrzeugflotte höher als in der EU. Markteinfluss auf CO2-Emissionen Im Gegenzug haben die Hersteller durch die Fokussierung auf die Minimierung der CO2-Emissionen es verpasst, die Schadstoffemissionen ebenfalls weiter zu senken. Die Thematik «Dieselgate» lässt grüssen. Deshalb kaufen die Schweizer

Neuwagenkäufer vermehrt Fahrzeuge mit Ottomotorantrieb, und auch der Allradanteil steigt stetig.

Während in der EU rund 15 % der Neuwagenkäufer auf 4x4-Antrieb setzen, werden hierzulande rund 45 % der Autos mit Allrad gekauft. Auch bei der Leistung wollen die Schweizer mehr Power unter der Haube: Im EU-Schnitt hat ein Neuwagen 97 kW Leistung, in der Schweiz sind es im Mittel 125 kW. Die Neuwagen in der Schweiz sind also im Schnitt schwerer und haben mehr Leistung, ergo ist der Durchschnittsverbrauch und damit die CO2-Emission höher.

Um den Verbrauch bis 2020 markant zu senken, wollen die Schweizer Automobilimporteure

bis dahin 10 % «Steckerfahrzeuge».

Gemeint sind damit E-Fahrzeuge oder Plug-in-Hybridfahrzeuge. Diese Massnahmen reichen allerdings gemäss Burgener nicht: Nur durch Anreizsysteme beim Bund und den Kantonen können Käufer zur Anschaffung eines Steckerfahrzeuges zusätzlich motiviert und kann die Zielvorgabe 95 g/km im Jahr 2020 erreicht werden.

Damit dies gelingt, muss auch massiv in die Ladeinfrastruktur investiert werden. Und auf einen Punkt machte Burgener aufmerksam: Der CO2-Flottenausstoss wird für die Schweiz separat gerechnet und nicht der EU-Schnitt genommen.

Dadurch sind die Hürden zur Erreichung der Limiten viel höher. Die drohenden hohen Bussen von bis zu 500 Millionen Franken von 2020 bis 2023 könnten dazu führen, dass einige Importeure aus dem Ausland agieren und damit Arbeitsplätze wegfallen würden.

Herausforderung Akkuproduktion Die E-Mobilität fordert die massive Erhöhung von Elektrospeichern.

Die aktuell dominierende LithiumIonen-Akku-Technologie benötigt Materialen, die einerseits aus zum Teil geopolitisch heiklen Regionen des Erdballes kommen und zweitens nicht in genügender Anzahl gefördert werden können. Diesen Aspekt beleuchtete Dr. Torsten Brandenburg von der deutschen Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Berlin. Gemäss seiner Einschätzung werden Lithium-Ionen-Batterien mit einer Kathode aus Nickel, Kobalt und Lithium und einer Kohlenstoffanode bis 2025 für den Bereich der EMobilität dominieren. Und asiatische Anbieter sind derzeit in diesem Bereich führend und dominant. Sein

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CO2-Einsparpotenziale mit Elektroauto, Gas-Hybridfahrzeug (Power-to-Gas-Produktion) und Brennstoffzellenfahrzeug über einen Lebensdauereinsatz von 225’000 km.

Referat beleuchtete einen wichtigen Aspekt: «Moderne Produkte beinhalten nahezu das gesamte Periodensystem chemischer Elemente.

Entsprechend wichtig ist ein sicherer und stabiler Rohstoffbezug.» Die E-Mobilität wird die Nachfrage nach bestimmten Rohstoffen stark steigen lassen. Entsprechend ist die komplette Wertschöpfungskette gefordert. Insbesondere beim Lithium werden 2025 drei Mal so viel Rohstoffe benötigt als heute produziert werden.

Angebot und Nachfrage Bei der Herstellung eines LithiumIonen-Akkus ist die Hälfte der Kosten auf das Material zurückzuführen.

Steigender Bedarf und eine geringe Steigerung der Produktionsmenge bedeuten automatisch eine Erhöhung der Rohstoffkosten. Auch die Teilsubstitution durch Recyclingstoffe ist noch nicht möglich, da zu wenig Akkus im Umlauf sind. Dies wird erst in rund 10 bis 15 Jahren der Fall sein.

Eine weitere Abhängigkeit fusst auf der Tatsache, dass rund 90 % der aktuellen Akkuproduktion von China, Japan und Südkorea dominiert werden. Entsprechend bestimmen wenige Hersteller wie Panasonic, Samsung, LG Chem, CATL oder BYD den Preis für europäische Hersteller. Insbesondere China hat sich Schlüsselpartner durch strategische Übernahmen gesichert, um die staatlich verordnete E-Mobilität im eigenen Land zu erhöhen. Auch die Batterieproduktion ist staatlich gesteuert.

Alternativen wurden diskutiert Nebst der E-Mobilität wurden alternative Roh- und Betriebsstoffe sowie Antriebe diskutiert. Prof. Dr. Chris Onder von der ETH Zürich beleuchtete das Potential der Hybridisierung, Christian Bach von der Empa Dübendorf die Möglichkeiten der synthetischen Treibstoffe und Prof. Dr. sc. techn. Konstantinos Boulouchos von der ETH Zürich die Thematik der Energieträger.

Vor allem bei den synthetischen Treibstoffen besteht ein erhebliches Potential, die CO2-Emissionen nachhaltig zu senken. Fluktuierender Überschussstrom aus alternativer Produktion kann in den kommenden Jahrzehnten durch chemische Prozesse in Treibstoffe umgewandelt werden. Die Wirkungsgrade der einzelnen Prozessschritte und die Kosten können dank Forschung weiter gesenkt werden. Bach schätzt in seinen Ausführungen, dass für die Elektrolyse im Jahre 2050 ein Wirkungsgrad von 82 bis 84 % realisierbar ist, für die Methanisierung 80 bis 90 % und für die Methanolsynthese (FT-Verfahren = Fischer-Tropsch-Verfahren) 56 bis 66 %. Weil bei allen Prozessschritten CO2 zugefügt wird, würde ein regenerativer Kohlendioxidkreislauf entstehen.

Bach zeigte auf, dass für ein methanbetriebenes Fahrzeug die Kosten künftig in etwa gleich sind wie mit fossilem Erd-/Biogas betankt.

Durch die Erhöhung der Produktionskapazität der Power-to-Gas-Fabriken

und den höheren Marktanteil von Gasfahrzeugen in Zukunft könnten die Mehrkosten der Treibstoffproduktion egalisiert werden.

Lösungsansätze und Herausforderungen Konstantinos Boulouchos von der ETH Zürich untermauerte in seinem Referat, dass der Klimawandel die grösste Herausforderung für das Energiesystem der Zukunft darstellt und deshalb die Dekarbonisierung der Mobilität ein prioritäres Ziel sein muss. Durch die globale Steigerung der Mobilität muss eine langfristige, aber flexible Energie- und Mobilitätspolitik vorgegeben werden.

Forschungsbasierte Innovationen in allen Bereichen sind von Seiten der Wissenschaft notwendig, um die Transformation einzuleiten.

Boulouchos zeigt aber auch auf, wie wichtig die Mobilität für die Schweiz ist. Rund 120 Milliarden Franken (20 % des Bruttoinlandproduktes) und rund 300’000 Arbeitsplätze (6 %) sind dem Verkehrssektor zuzuordnen.

78 11/18 TECHNIK

Die Herausforderung für die geplante Stückzahlenvergrösserung in der Elektromobilität sind die Rohstoffe zur Herstellung von Akkumulatoren.

Die Herstellung synthetischer Treibstoffe schematisch dargestellt: Viele Antriebs- und Treibstoffoptionen sind möglich.

«Die Produktivität unserer Wirtschaft ist auf eine qualitativ hochstehende, zuverlässige und kosteneffiziente Verkehrsinfrastruktur angewiesen», betont er. Die CO2-Vorschriften sind gemäss seiner Aussage sinnvoll, um die Technologieentwicklung zu beschleunigen. Allerdings ist es marktverzerrend, dass der Zusatzstrom für den elektrifizierten Antrieb

in Zukunft CO2-frei angegeben wird, da Gaskraftwerke oder der Import von ausländischem Strom (Kohlekraftwerke) zur Lückenschliessung notwendig sind.

Einen markanten Punkt streicht Boulouchos hervor: Die Infrastruktur für die Strasse muss auch von Elektrofahrzeugen bezahlt werden, da die heute rund 5 Milliarden Franken

Mineralölsteuern kontinuierlich wegfallen. Für den ETH-Professor ist klar, dass unterschiedliche Energieträger und Antriebstechnologien künftig die individuelle Mobilität sicherstellen und dass Investitionen sorgfältig geplant werden müssen, damit die Kosten nicht aus dem Ruder laufen. Eine korrekte Bepreisung der CO2-Emissionen über alle Ener-

Ak

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giesektoren steht im Vordergrund und ist unabdingbar.

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Eine elektrische Klappe gibt den Fahrzeugstecker für AC- oder DC-Ladung frei.

Weltneuheit Kamera statt Seitenspiegel: Um den Luftwiderstand und die Windgeräusche zu reduzieren, erhält der e-tron Kameras.

Audi e-tron

Bis zu 90 % Rekuperation

sollen dank neuem Bremskonzept im Alltag realisierbar sein.

OBERKLASSE-BEV MIT EINER WELTNEUHEIT Die deutsche Automobilindustrie ist im Aufholmodus: Während Hersteller von anderen Kontinenten längst E-Fahrzeuge anbieten, investiert der VW-Konzern erst jetzt richtig, um der E-Mobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Der Audi e-tron wird per sofort produziert. Bis 2025 sollen zwölf Fahrzeugmodelle mit batterieelektrischem Antrieb erhältlich sein. Text: Andreas Senger | Bilder: Audi

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wei Entwicklungsschwerpunkte sind im VW-Konzern bezüglich BEV auszumachen: Zum einen lanciert der Konzern eine Premiumarchitektur Elektrifizierung, kurz PPE, welche für die Premiummodelle wie auch den Porsche Taycan dient, zum anderen wurde ein modularer Elektrobaukasten MEB entwickelt, welcher für diverse Modelle aus dem Konzern als Basis dienen soll.

Der e-tron ist der erste Vertreter des PPE. Doch nebst der BEVStrategie will Audi künftig auch für nahezu alle Modelle eine Hybridvariante im Portfolio haben. Dank den «Steckerfahrzeugen» soll der CO2-Flottenausstoss minimiert werden. Technisch revolutioniert der e-tron beim Antrieb nicht wirklich. Mit je einem E-Motor an der Vorder- und der Hinterachse ist er ein Allradmodell (maximal 300 kW/664 Nm). Die

Kapazität der im Fahrzeugboden verbauten Lithium-Ionen-Akkus reicht für rund 400 km Reichweite, und dank AC- wie auch DC-Ladung ist der Newcomer für rasche wie auch langsamere Ladungen gerüstet: Bei

Bedarf lässt sich der Akku des e-tron mit 11 kW (AC) oder 150 kW (DC) Ladeleistung «auffüllen».

Innovation im Detail Ein interessantes Feature des e-tron ist der Wegfall der konventionellen Seitenspiegel und Ersatz durch rückwärtsgerichtete Kameras. Deren Bilder werden je auf ein Display im vorderen Teil der Türen projiziert.

Damit wurde zum einen der Luftwiderstand abgesenkt, zum anderen

konnten so die Windgeräusche minimiert werden. Der Luftwiderstand wird bei Autobahntempo durch Absenken der Karosserie mittels Luftfederung um 26 mm weiter verbessert.

Eine weitere Neuheit ist der e-tron Charging Service: In Europa sind mit dem Service von Audi rund 80 % der öffentlichen Ladestationen und damit etwa 72’000 Ladepunkte mit einem Bezahldienst benutzbar. Die Abrechnung erfolgt zentral mit einer Service Card, was die Benutzung des Fahrzeuges deutlich vereinfacht.

Auch das Navigationssystem ist – wie bei Mitbewerbern – speziell auf den E-Antrieb adaptiert und berechnet optimale Ladepunkte auf der Strecke mit ein.

Der erste Vertreter von BEV im VW-Konzern: Der Audi e-tron mischt den Luxusbereich der E-Fahrzeuge auf.

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Der Mercedes-Benz EQC macht sich auf, ab Mitte 2019 mit zwei EMaschinen und Allradantrieb über die Strassen zu stromern.

Mercedes-Benz EQC 400 4Matic

BATTERIEELEKTRISCHER CROSSOVER-SUV MIT STERN Mit dem Crossover-SUV EQC stellt Mercedes-Benz sein erstes batterieelektrisches Grossserienmodell vor, das ab Mitte 2019 erhältlich sein wird. Je eine E-Maschine an Vorder- und Hinterachse verhelfen dem Edel-Stromer zu Allrad-Fahreigenschaften, und Assistenzsysteme unterstützen den Fahrer dabei, den Stromverbrauch möglichst gering zu halten. Text: Stefan Gfeller | Bilder: Daimler

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er Crossover-SUV EQC ist das erste MercedesBenz-Modell der neuen Produkt- und Technologiemarke für Elektromobilität EQ, die 2016 auf dem Pariser Autosalon vorgestellt wurde. Sein komplett neu entwickeltes Antriebssystem verfügt über je einen kompakten elektrischen Antriebsstrang (eATS) an Vorder- und Hinterachse. Beide eATS umfassen in einer hochintegrierten, sehr kompakten Einheit jeweils die E-Maschine, ein Getriebe mit fester Übersetzung samt Differential, das Kühlsystem sowie die Leistungselektronik.

Die Lithium-Ionen-Batterie besteht aus insgesamt 384 Zellen, die in mehreren Modulen zusammengefasst sind.

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Allradantrieb mit Torque Shifting Die beiden Asynchron-Maschinen sind zur Verringerung des Stromverbrauchs und zur Steigerung der

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Dynamik unterschiedlich ausgelegt.

Während die vordere E-Maschine für den schwachen bis mittleren Lastbereich auf bestmögliche Effizienz optimiert ist – und den Antrieb in diesen Bereichen ohne Zutun des hinteren Motors übernimmt –, bestimmt die hintere die Dynamik. Zusammen bringen die Elektromotoren eine Leistung von 300 kW auf die Strasse, das maximale Drehmoment beträgt 765 Nm. Der EQC vermag in 5.1 s von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen, die Geschwindigkeit wird bei 180 km/h abgeregelt. Zum Stromverbrauch macht Daimler eine vorläufige Angabe von 22.2 kWh/100 km (nach NEFZ).

Mit Fokus auf höchste Fahrstabilität und -effizienz wird die Leistungsanforderung zwischen der Vorder- und Hinterachse je nach Fahrsituation geregelt. Durch das sogenannte Torque Shifting wird eine volldynamische Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse und somit die Fahreigenschaften eines Allradantriebs ermöglicht. Beide E-Maschinen werden sowohl in ihrer Antriebs- als auch in ihrer Rekuperationsfunktion drehrichtungsunabhängig betrieben und eingesetzt. Im Schub- oder Bremsbetrieb wird die mechanische Drehbewegung in elektrische

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LAUFSTEG 11/18 81

Energie gewandelt und zum Laden der Hochvoltbatterie verwendet, wobei natürlich die maximale rekuperative Verzögerung durch den Einsatz beider E-Maschinen als Generatoren erzielt wird.

Lithium-Ionen-Batterie mit 80 kWh Die im Fahrzeugboden zwischen der Vorder- und Hinterachse angeordnete Lithium-Ionen-Batterie besteht aus insgesamt 384 Zellen, die in zwei Modulen mit jeweils 48 und vier Modulen mit 72 Zellen zusammengefasst sind. Bei einer Masse von 650 kg weist die Hochvoltbatterie (Maximalspannung 408 V) mit einer Nominalkapazität von 210 Ah einen Energieinhalt von 80 kWh auf, welcher dem EQC eine Reichweite von über 450 km (nach NEFZ, vorläufige Angabe) ermöglichen soll.

Das gesamte Batteriesystem ist mit einer Flüssigkühlung ausgestattet – während bei niedrigen Temperaturen eine Batterieheizung zum Einsatz kommt – und in das integrale Gesamtkühlkonzept des EQC eingebettet, das aus einer Wärmepumpenfunktion und zwei elektrischen PTC-Zuheizern besteht und auch die Leistungselektronik

sowie die E-Maschinen einschliesst.

Bezüglich Sicherheit betont Mercedes-Benz, dass die in Deutschland bei der 100-prozentigen DaimlerTochter Deutsche Accumotive gefertigte Batterie ein integraler Bestandteil des Crashkonzepts auf Gesamtfahrzeugebene sei.

Wechsel- und Gleichstromladen Ein wassergekühlter On-Board-Lader mit einer Leistung von 7.4 kW für das Wechselstrom-Laden zu Hause und an öffentlichen Ladestationen ist serienmässig verbaut, wobei die jeweilige Zeit für eine Vollladung von der verfügbaren Infrastruktur und der länderspezifischen Fahrzeugausstattung abhängt. Bis zu drei Mal schneller als an einer Haushaltssteckdose erfolgt das Laden an einer Mercedes-Benz-Wallbox.

Und noch schneller geht es über das beim EQC ebenfalls serienmässige Gleichstrom-Laden: Abhängig vom Ladestand lädt der EQC an einer entsprechenden Ladestation mit einer maximalen Leistung von bis zu 110 kW. So soll der Akku in rund 40 Minuten von 10 auf 80 Prozent Ladestand aufgeladen sein.

Der EQC verfügt über je einen elektrischen Antriebsstrang an Vorder- und Hinterachse.

Unterstützung beim Sparen Der EQC unterstützt seinen Fahrer durch verschiedene Fahrprogramme mit unterschiedlicher Charakteristik, wobei das haptische Fahrpedal eine wesentliche Rolle spielt. Die Standardeinstellung «Comfort» bietet eine Fahrpedalkennlinie, die eine komfortable Fahrweise unterstützt, aber je nach Fahrweise auch automatisch dynamischer wird. «Eco»

Ein wassergekühlter On-Board-Lader für das Wechselstrom-Laden zu Hause und an öffentlichen Ladestationen ist serienmässig verbaut.

ist für hohe Effizienz und niedrigen Verbrauch optimiert, während mit dem intelligenten Fahrprogramm «Max Range» die maximal mögliche Reichweite erzielt werden kann.

Hinzu kommen die selbsterklärende Einstellung «Sport» sowie «Individual», bei dem einzelne Parameter separat angepasst werden können.

Zudem hat der Fahrer die Möglichkeit, die Rekuperationsleistung über Schaltwippen hinter dem Lenkrad zu beeinflussen.

Ein ECO Assistent genanntes System unterstützt den Fahrer beim vorausschauenden Fahren, indem es Hinweise gibt, wann er den Fuss vom Fahrpedal nehmen kann – etwa weil ein Geschwindigkeitslimit folgt –, und durch Funktionen wie Segeln und Steuerung der Rekuperation.

Dafür werden Navigationsdaten, Verkehrszeichenerkennung und Informationen der Sicherheitsassistenten (Radar und Stereokamera) vernetzt genutzt. Der ECO Assistent bezieht Verkehrssituationen und Informationen wie den Streckenverlauf (Kurven, Kreuzungen, Kreisel, Gefälle), Geschwindigkeitsbegrenzungen und den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen in seine Fahrempfehlungen und Effizienzstrategie mit ein.

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86 11/18 CARROSSERIE

Der AMZ-Rennwagen Eiger sammelte bei den vier Events des Wettbewerbs, an denen er teilnahm, Punkte für Design, Ausdauer, Beschleunigung und Effizienz.

Einige der Studenten des AMZ-Teams mit dem Eiger und Daniel Näf, Head of Global Motorsports, Axalta, sowie Céline Tambour, Marketingleiterin, Cromax Schweiz.

ERFOLG IN DER FORMULA STUDENT 2018 Der akademische Motorsportverein Zürich der ETH (AMZ) konnte in der Formula-Student-Saison 2018 auf Unterstützung der Reparaturlackmarke Cromax zählen.

D

ie Formula Student ist ein internationaler Motorsportwettbewerb, speziell entwickelt für Studenten aus Universitäten auf der ganzen Welt.

In der Saison 2018 hat das AMZ-Team an vier Wettbewerben teilgenommen.

Bei jedem Event erzielen die Fahrzeuge Punkte für Design, Ausdauer, Beschleunigung und Effizienz. Schon

beim ersten Rennen in Holland holten sich die Schweizer mit ihrem Rennwagen «Eiger» den Gesamtsieg bei den Elektrofahrzeugen. Bei den weiteren Bewerben in Österreich, Deutschland und Spanien reichte es dann zwar nicht mehr für den Totaltriumph, doch man gewann bei allen vier Events eine Auszeichnung für das beste Engineering Design.

Cromax-Experten über die Schulter geblickt Vor Saisonstart besuchten einige der 65 Studenten des AMZ-Teams das Axalta Training Centre in Pratteln. Sie konnten den Cromax-Experten über die Schulter schauen, wie diese das kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffchassis grundierten und mit Cromax StarLite lackierten «Es war eine grossartige Saison.

Und obwohl wir bereits in Richtung 2019 blicken, können wir zufrieden damit sein, was wir in diesem Jahr

erreicht haben», erzählt Nirushan Arumugam, CEO AMZ Racing und Student der Ingenieurwissenschaften.

«Jedes Jahr bauen wir auf unseren Erfahrungen auf, um Design, Leistung und Effizienz zu verbessern. Und wir setzen auf Partner wie Cromax, die unser Ethos für Innovation und Dynamik teilen, um uns bei der Verbesserung unserer Ergebnisse zu unterstützen. Es ist Teamarbeit und wir bedanken uns bei Cromax für die Unterstützung.» (mb/pd) www.cromax.com/ch/amzracing

BERISHA VERSTÄRKT DAS SCHWEIZER SIKKENS-TEAM

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ernard Berisha verstärkt seit August das SikkensTeam in der Schweiz – er betreut die Kunden in der Deutschschweiz. Zielstrebig und immer auf der Suche nach noch besseren Lösungen, freut sich der 32-Jährige auf die neue Aufgabe und die Nähe zum Kunden. Bernard Berisha hat das Autolackierhandwerk von der Pike auf gelernt und war danach lange im Flugzeugbau tätig, zuletzt als Prozess- und Materialingenieur. Dort arbeitete er intensiv mit AkzoNobel Aviation zusammen und avancierte zum Experten für Lackspezifikationen, Applikations- und Materialtests. Über den Tellerrand hinausschauen Sein umfassendes Know-how kann er nun gewinnbringend für die Sikkens-Kunden einbringen und wird auch hier immer den Blick über den Tellerrand wagen: «Mir ist es wichtig, immer die optimale Lösung

zu finden, sei es im Hinblick auf Lackausführungen oder Prozesse.

Hier erarbeite ich gerne zusammen mit dem Kunden neue Lösungen und bin erst dann zufrieden, wenn für ihn alles stimmt.» Sein Tätigkeitsschwerpunkt wird zukünftig in der Anwendungstechnik für die Deutschschweiz liegen, zudem übernimmt Berisha auch Aufgaben im Aussendienst für die Zentralschweiz. (pd/mb) www.akzonobel.com/de

Bernard Berisha (32).

KLEBSTOFF SIKAPOWER 4720

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ochfeste Klebstoffe gewinnen in der Fahrzeugreparatur zunehmend an Bedeutung bei der Kaltfüge-Karosserieinstandsetzung.

SikaPower 4720 ist ein lösemittelfreier, hochfester Zweikomponenten-Epoxid-Klebstoff. Dieser Klebstoff kann in ungehärtetem Zustand problemlos punktgeschweisst werden. SikaPower 4720 wurde speziell entwickelt für Metall- oder Verbund-Bauteile, welche hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, wie Seitenwände, Tür- und Dachbleche, Radläufe, strukturelle Bauteile nur in Kombination mit Punktschweissungen oder Nieten.

Optimale Klebeschichtdicke SikaPower 4720 lässt sich durch seine exzellente Haftung ohne Primer auf zahlreiche Untergründe applizieren und tropft und läuft dabei nicht. Integrierte Glasperlen garantieren eine einheitliche und optimale Klebeschichtdicke von 0.25 mm. Das geruchsarme Produkt härtet bei Raumtemperatur zu einer starren Verklebung mit hervorragenden Korrosionsschutzeigenschaften aus. Eine lange Offenzeit und seine schnelle Durchhärtung reduzieren Standzeiten auf ein Minimum. (pd/ (mb)

www.sika.ch

CARROSSERIE 11/18 87

PRODUKTLINIE MIT ÖKOLOGISCHEM MEHRWERT

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as neue Portfolio umfasst insgesamt sechs Produkte, darunter Grundfüller, Spachtel, Härter, Klarlack und Additive, die vor allem bei der sogenannten Stossfängerreparatur und der Behebung kleiner und mittlerer Schäden zum Einsatz kommen.

Bislang ist es noch nicht möglich, alle Rohstoffe aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen. Um wertvolle Ressourcen zu schonen, setzt die BASF bereits bei der Herstellung der Grundprodukte erneuerbare Rohstoffe wie Bio-Naphtha oder Biogas aus organischem Abfall oder pflanzlichen Ölen zusammen mit fossilen Rohstoffen ein. Der Anteil an erneuerbaren Rohstoffen wird dann im Biomassenbilanzverfahren nach einer durch den TÜV SÜD zertifizierten Methode unter anderem der neuen Produktlinie Glasurit Eco Balance rechnerisch zugeordnet.

Nach diesem kalkulatorischen Modell können 100 Prozent der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare ersetzt wird werden.

Sämtliche Lackprodukte aus der Eco-Balance-Reihe verfügen über die von Glasurit gewohnten Premiumeigenschaften.

Wie Ökostromtarif Der Biomassenbilanzansatz ist vergleichbar mit dem Ökostromtarif, bei dem der an die Steckdose gelieferte Strom nicht zwingend aus regenerativer Energie stammt.

Entscheidend ist vielmehr, dass der Anteil nachwachsender Rohstoffe im System insgesamt stimmt und den zertifizierten Verkaufsprodukten rechnerisch richtig zugeordnet wird. Dieser Anteil muss bei zunehmender Nachfrage entsprechend erhöht werden. Somit haben sowohl Lackierbetriebe als auch Fahrzeughalter mit ihrer Entscheidung für Glasurit Eco Balance einen Einfluss darauf, Ressourcen zu schonen und die Umwelt nachhaltig zu entlasten.

Sämtliche Lackprodukte aus der Eco-Balance-Reihe verfügen über die von Glasurit gewohnten Premiumeigenschaften. So ermöglichen Lackierbetriebe durch den Einsatz der neuen Produkte ihren Kunden eine effiziente Reparatur, die weniger CO2 freisetzt und dadurch einen ökologischen Mehrwert bietet. (pd/mb) www.ecobalance.glasurit.com

ANDRÉ KOCH AG KOOPERIERT MIT DITEC Sechs Jahre lang Neuwagen-Look, ganz ohne Wachs, Politur und aggressive Reinigungsmittel: Das verspricht das Lackversiegelungssystem von DiTEC. Die André Koch AG hat im September eine Kooperation vereinbart.

Tony Tulliani (l.), Leiter Repanet Suisse, und Michael Hallauer, Inhaber Carrosserie Hallauer AG und Standortleiter Wohlenschwil.

E

in Neuwagen glänzt fantastisch. Doch ist das Fahrzeug langfristig Schmutz und Witterung ausgesetzt, wirkt der Lack zunehmend stumpf und matt.

Die meisten Fahrzeugpflegeprodukte können diesen Verfall nur wenige Wochen hinauszögern. Anders das Schutzsystem des schwedischen Unternehmens DiTEC. Das System auf Polymerbasis versiegelt den Lack und konserviert ihn dauerhaft. Bis zu sechs Jahre lang glänzt das Fahrzeug nach jeder Wäsche wie neu – ohne Politur und Wachs. Gleichzeitig erhöht sich die Resistenz gegen Schlüsselkratzer, Steinschläge und Fingernagelspuren.

Zusatzgeschäft für Lackierbetriebe Zukünftig sollen auch Schweizer Autofahrer vom schwedischen Lackschutzsystem profitieren. «Wir sind eine Kooperation mit DiTEC.swiss eingegangen. Die Partnerbetriebe unseres Repanet-Suisse-Netzwerkes können die Lackversiegelung zukünftig als Ergänzung zu ihren Carrosserie- und Lackierdienstleistungen anbieten – als autorisierte DiTEC-Partner», erklärt Tony Tulliani, Leiter Repanet Suisse. «Wir sind davon überzeugt, dass Betriebe diese Dienstleistung zu einem lukrativen Zusatzgeschäft ausbauen können. In Schweden erfreut sich die Lackbehandlung längst grosser Beliebtheit.» Der Vertrieb der benötigten Produkte wird exklusiv über das Unternehmen Carrosserie Hallauer AG aus Wohlenschwil erfolgen.

Zum DiTEC-Produktportfolio zählen neben dem Lackschutzsystem auch eine Felgen- und Scheibenversiegelung sowie eine Stoff- und Verdeck-Imprägnierung.

Mit Glanzgarantie Die Lackversiegelung erfolgt in einem mehrstufigen Prozess. Ein von DiTEC entwickelter Porenreiniger entfernt zunächst Staub- und Schmutzpartikel. Anschliessend kommt ein Porenfüller zum Einsatz, eine zähflüssige Masse, die aufgrund der Kapillarwirkung in die Lackporen einzieht. Alle 12 bis 18 Monate wird der Lack wiederaufbereitet und mit einer neuen Schicht Top-Coat, der Schutzversiegelung, aufgefrischt.

Sie schützt den Wagen gegen UV-Strahlen, sauren Niederschlag und Verschmutzungen. Von der Lackversiegelung profitieren nicht nur Neuwagen. Auch bei Gebrauchtfahrzeugen ist in 95 Prozent der Fälle eine Glanzgarantie von bis zu sechs Jahren möglich. (pd/mb)

www.andrekoch.ch www.repanetsuisse.ch

88 11/18 CARROSSERIE

STANDOX-KLARLACK PUNKTET DURCH SCHNELLIGKEIT Mit ihrem Standocryl-VOC-Performance-Pro-Klarlack K9590 hat Standox einen schnellen und leicht zu verarbeitenden Klarlack auf den Markt gebracht. Seit diesem Frühjahr ist er in der Schweiz im Praxiseinsatz – und inzwischen können Spritzwerke über ihre Erfahrungen damit berichten.

I

n der Lackiererei der Auto Lang AG (mit Standorten in Kreuzlingen und Frauenfeld) werden seit Mitte letzten Jahres Standox-Lacke verarbeitet, die von der André Koch AG geliefert werden. «Den Standocryl-VOC-Performance-Pro-Klarlack haben wir erstmals in diesem Sommer eingesetzt», berichtet Andreas Bigler, der Lackierchef des Unternehmens in der Niederlassung Frauenfeld. «Und er hat uns vom ersten Tag an sehr beeindruckt.»

Bigler und seine Kollegen schätzen die gute und einfache Verarbeitung des neuen Klarlacks, seine Standfestigkeit und den hervorragenden Decklandstand. Aber der Clou ist die schnelle Trocknung: «Bei 60 Grad im Ofen härtet er in nur 15 Minuten durch», sagt er. «Wenn wir mehr Zeit haben, lassen wir ihn auch mal

bei 40 Grad trocknen – dann dauert das gerade mal eine halbe Stunde.»

Zwei bis drei Autos zusätzlich Das macht sich in der täglichen Lackierpraxis bemerkbar: «Dank der kurzen Trocknung können wir in Frauenfeld pro Tag zwei bis drei Autos zusätzlich lackieren», sagt Bigler. «Auch bei kleineren Reparaturen wie MicroRepair verkürzen sich die

Abläufe deutlich.» Zusätzliches Plus: Die klarlackierten Teile sind schon nach einer kurzen Abkühlphase gut polierbar und montagefest. Bigler: «Das macht unsere Arbeitsabläufe sicherer und schneller.»

Für Michael Fellmann, stellvertretender Leiter der Lackiererei von Carrosserie Stalder in Geuensee, kommt die Trocknungsschnelligkeit des neuen Klarlacks erst an zweiter

Stelle: «Mir gefällt am PerformancePro-Klarlack, dass er einfach appliziert werden kann und Top-Ergebnisse liefert», sagt er. «Auch die Kollegen schwärmen, wie gut er sich in der Kabine verarbeiten lässt.»

Für 1DayRepair ideal Früher wurden bei Stalder drei verschiedene Klarlacke verwendet.

«Dann hat uns im Frühjahr ein AndréKoch-Mitarbeiter den PerformancePro-Klarlack vorgestellt», berichtet Fellmann. «Und der hat uns mit dem hohen Festkörperanteil, seinem schönen Verlauf und perfekten Glanz gleich überzeugt.» Mittlerweile gibt es in Geuensee nur noch zwei Klarlacke: neben dem VOC-Xtreme-Klarlack, dem TopProdukt im Standox-Klarlacksortiment, den neuen Performance-Pro-Klarlack.

«Neben der guten Performance ist die rasante Trocknung des Klarlacks ein weiteres Argument», sagt Fellmann.

«Wir bieten unseren Kunden ja auch ‹1DayRepair› an, also die komplette Reparatur innerhalb eines Arbeitstages. Dafür ist der Performance-ProKlarlack hervorragend geeignet.» (pd/ mb) www.standox.de/ PerformancePro-K9590

«TIPS4YOU»: VIDEO-TIPPS FÜR FAHRZEUGLACKIERER

E GYSO: NEUER KLARLACK FÜR EXTREMEN TIEFENGLANZ

I

m Herbst startet Gyso mit einem neuen, ausgiebig in Labor und Praxis getesteten Klarlack in den anspruchsvollen Schweizer Auto-Spritzwerk-Markt. Mit einem Mischverhältnis 2:1 und mit 59% Festkörpergehalt weist der SolarKlarlack eine Lackbrillanz ähnlich einem Klavierlack auf und reduziert den Verbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Klarlacken um mehr als ein Drittel. Die problemlose Ver-

arbeitung, die schnelle und leichte Polierbarkeit sowie das unschlagbare Preis-Leistungs-Verhältnis werden den Klarlack zum Liebling der Lackierer machen, ist Peter Moser, Bereichsleiter Automotive der Gyso, überzeugt. Zudem entspricht der neue Klarlack Solar auch bei der Schutzwirkung gegenüber Umwelteinflüssen den hohen Ansprüchen der Automobilindustrie. (pd/mb) www.gyso.ch

rfahrene Anwendungstechniker zeigen ab sofort in Online-Videos, worauf es bei der Verarbeitung der Spies-Hecker-Produkte ankommt.

Die «Tips4You»-Videos sind neben der Spies-Hecke- Webseite auch auf YouTube youtube.ch/spieshecker online. Damit gibt Spies Hecker ein klares Statement in Richtung der Online-Community ab: «Viele Videos, die im Netz kursieren, vermitteln leider falsches oder unvollständiges Wissen», sagt

Joachim Hinz, Brand Manager bei Spies Hecker für die Region Europa, Mittlerer Osten und Afrika. «Für Lackierer, die sich online informieren möchten, kann eine missverständliche Aussage fatale Fehler bei der Lackierung nach sich ziehen. Das möchten wir vermeiden und zeigen in unseren eigenen Anwendervideos, wie man das Beste aus unseren Produkten rausholt.» (pd/mb) www.spieshecker.ch

CARROSSERIE 11/18 89

sich Richard Matzinger von der Firma Moser AG in Steffisburg zum neuen Schweizermeister küren. Platz 2 belegte Louis Meier von der Emil Frey AG, Safenwil, Dritter wurde Nico Gut von der Bertschi AG, Dürrenäsch.

Die Schweizermeister: Aurélie Fawer, Simon Sägesser und Richard Matzinger.

4. VSCI-BRANCHENEVENT: FAMILIENFEST DER CARROSSIERS Fachausstellung, Fachvorträge und Berufsmeisterschaft: Rund 2700 Besucherinnen und Besucher nahmen am zweitägigen VSCI-Branchenevent in den Hallen der Calag Carrosserie Langenthal AG teil.

A

n der Fachausstellung nahmen nahezu 50 Firmen teil, präsentierten an ihren Ständen ihre aktuellen Techniken, ihre Ideen und die modernsten Produkte rund um den Lack und die CarrosserieReparaturen. Dazu lockten verschiedene Fachvorträge – beispielsweise zu den Themen «Digitalisierung», «Kommunikation in der Schadensabwicklung» oder zu «Repair-Pedia» – das Online-Wissensportal für Werkstatt und Schadenexperten.

Den abwechslungsreichen und geselligen Dinnerabend am Samstag besuchten gut 800 Gäste. Die

einzigartige Kombination aus Geniessen, Networking und Kultivieren des Branchen-Feelings verlieh dem gesamten Event eine besondere Note. Das bestätigt auch Thomas Rentsch: «Langenthal hat einmal mehr gezeigt, dass die Carrosseriebranche zusammenhält. Das ganze Netzwerk hat sich getroffen und gemeinsam Stärke signalisiert. Aussteller, Verbandsmitglieder, auch Nichtmitglieder und Zulieferer sind in einer Grossfamilie vereint», schwärmt der Geschäftsführer des VSCI. Auch die Schweizer Meisterschaften der Carrosserieberufe hat sich keine Fachbesucherin und kein

Fachbesucher entgehen lassen. Bei den Wettkämpfen traten neun Fahrzeugschlosser, zwölf Carrosserielackiererinnen und -lackierer sowie zehn junge Berufsleute aus der Sparte Carrosseriespengler/in in Langenthal an, um sich die Krone des jeweiligen Landesmeisters oder der Landesmeisterin aufzusetzen.

Bei den Fahrzeugschlossern liess

Drei Damen auf dem Podest In der Berufssparte Carrosserielackierer/in gaben die Damen mit einem Dreifachsieg den Ton an: Michelle Fischer (Auto von Bergen AG, Meiringen) gewinnt die Silbermedaille, Rebekka Ott (Carrosserie Lang GmbH, Seewen) holt Bronze.

Und Aurélie Fawer (Carrosserie Spiez AG) sicherte sich nicht nur den Schweizermeistertitel, sondern gewann auch den von Glasurit gesponserten Nachhaltigkeitspreis für materialschonendes Arbeiten.

Bei den Carrosseriespenglern wurde Sandro Sägesser von der Carrosserie Zumbrunn AG, Sissach, Schweizermeister. Den 2. Rang belegte Morgane Riva von der Garage Carrosserie du Nant d’Avril, Meyrin, und Dritter wurde Jonathan Vieira von der Carrosserie AGC SA, Les Acacias. (pd/mb)

Fachausstellung: Nahezu 50 Firmen präsentierten ihre Neuigkeiten.

Uns bewegen

ERFAHRUNGSSCHÄTZE

Erfahrung zahlt sich aus – der KTS ist Testsieger im auto&wissen Diagnosegeräte-Test (Ausgabe 3/2018). bosch-werkstattwelt.ch

Uns bewegt, was Sie bewegt.

90 11/18 VORSCHAU/EVENTS

LESEN SIE IN DER AUSGABE 12/2018: & Wirtschaft

TITELTHEMA

&Technik

FACHWISSEN

Ersatzteile AUTO&Wirtschaft bietet eine Übersicht der Ersatzteileanbieter, zeigt ihre Vertriebskonzepte und vergleicht die Logistik.

WIRTSCHAFT Werkzeug Vom einfachen Schraubenschlüssel bis zum Spezialwerkzeug: Wir präsentieren neue Produkte.

K

SCHWERPUNKT

Zylinderabschaltung Die Zylinderabschaltung ist seit den 1980erJahren ein Thema bei vielzylindrigen und grossvolumigen Motoren, welche häufig im ineffizienten Teillastbereich gefahren werden.

Nun wird die Technologie auch bei Vierzylindermotoren eingesetzt und bei Dreizylindermotoren ausprobiert.

Kompetenz der Schweizer Fahrzeugbauer Das Carrosseriegewerbe in der Schweiz ist reich an Unternehmen, die Transporter und Lastwagen sowie Anhänger für eine treue Kundschaft bereitstellen.

Wir berichten in der nächsten Ausgabe von AUTO&Carrosserie über besondere Leichtbaulösungen und Neuheiten aus diesem Bereich.

Zu den weiteren Themen der Dezemberausgabe zählen Highlights von der Auto Zürich sowie Ausund Weiterbildung im Autogewerbe.

AUTO-EVENTS 2018 Termin 08.11.18-11.11.18 08.11.18-11.11.18 10.11.18 13.11.18 16.11.18-18.11.18 29.12.18 15.01.19 17.01.19-19.01.19 29.01.19 21.02.19-24.02.19 07.03.19-17.03.19

Veranstaltung Auto Zürich Autotecnica Nicana OTM aboutFLEET Event AutoMobil Classic Car Auction Tag des Garagisten Winter Raid Pirelli Night Swiss-Moto Autosalon Genf

Ort Zürich Zürich Brunegg/AG Spreitenbach/AG St. Gallen Gstaad/BE Bern St. Moritz/GR Zürich Zürich Genf

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Fehlt ein Anlass? Mailen Sie uns Ihre Events an: redaktion@auto-wirtschaft.ch

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AUTOTECNICA.CH 2018

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rstmals findet die autotecnica.ch als fixer Bestandteil der «Auto Zürich Car Show» statt. Die Messe bietet das Neuste aus den Bereichen Autoteile, Werkstatt- und Tankstellenausrüstung, Fahrzeugwäsche, Software, Zubehör und Tuning sowie die optimale Voraussetzung für Kontaktpflege und Networking.

Mit dem Einzug ins Messezentrum Zürich und zusammen mit der «Auto Zürich Car Show»,

verspricht die autotecnica.ch ein perfektes B2B-Get-together für die Garagen-Zulieferdienste, Garagisten, Dienstleister der Automobilwirtschaft, Werkhöfe und Werkstätten. Das AZ Forum als Teil der autotecnica.ch bietet zudem mit vielen interessanten Fachvorträgen und hochkarätigen Podiumsveranstaltungen Wissenswertes und Visionen rund um das Auto. autotecnica.ch

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