Strategien zur Elektrifizierung des Antriebstranges: Technologien, Märkte und Implikationen (Reihe: Studium, ATZ MTZ-Fachbuch)

Buchcover......Page 1
Strategien zur Elektrifizierung des Antriebstranges: Technologien, Märkte und Implikationen......Page 3
ISBN 978-3-8348-0847-9......Page 4
Vorwort......Page 5
Inhaltsverzeichnis......Page 7
1 Einleitung......Page 10
2.1.1 Globale Umweltbelastung......Page 12
2.1.2.1 Lokale Umweltbelastung in Europa......Page 21
2.1.2.2 Lokale Umweltbelastung in Kalifornien......Page 26
2.1.2.3 Lokale Umweltbelastung in Asien......Page 29
2.2 Kundenanforderungen......Page 31
2.3.1 Rohstoffknappheit......Page 33
2.3.2 Ölressourcen......Page 34
2.3.3 Ölförderung......Page 36
2.3.4 Ölbedarf......Page 37
2.3.5 Ölpreis......Page 38
2.3.6 Politische Instabilitäten und energiepolitische Unabhängigkeit......Page 41
2.4 Fazit......Page 43
3 Zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstranges......Page 44
3.1.1 Optimierung des Verbrauchs......Page 45
3.1.1.1 Benzindirekteinspritzung......Page 46
3.1.1.2 Aufladung und Downsizing......Page 47
3.1.1.3 Zylinderabschaltung......Page 52
3.1.1.4 Variabler Ventiltrieb......Page 53
3.1.1.6 Rückgewinnung der thermischen Abgasenergie......Page 55
3.1.1.7 Neue Brennverfahren......Page 56
3.1.2 Reduktion der Abgasemissionen......Page 57
3.1.2.1 Drei-Wege-Katalysator......Page 58
3.1.2.4 Rußpartikelfilter......Page 59
3.1.3 Zwischenfazit......Page 60
3.2 Hybridantriebe......Page 61
3.2.2 Mild Hybrid......Page 63
3.2.3 Vollhybride......Page 64
3.2.3.1 Parallele und leistungsverzweigte Hybride......Page 65
3.2.3.2 Serielle Hybride......Page 66
3.3 Elektrofahrzeuge......Page 67
3.3.1 Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge......Page 68
3.3.2.1 Bauweisen der Brennstoffzellen......Page 70
3.3.2.2 Leistungsmerkmale......Page 72
3.4 Marktbedeutung und Bewertung der Antriebssysteme......Page 74
3.5 Fazit......Page 79
4.1.1 Elektromotoren als Energiewandler......Page 80
4.1.1.1 Gleichstrommotoren......Page 84
4.1.1.2 Asynchronmaschine......Page 86
4.1.1.4 Reluktanzmaschine......Page 90
4.1.2 Übersicht erforderlicher Schlüsseltechnologien......Page 92
4.1.3 Batterie als Energiespeicher......Page 93
4.2.1.1 Radwiderstand......Page 104
4.2.1.2 Luftwiderstand......Page 105
4.2.1.3 Steigungswiderstand......Page 106
4.2.1.4 Beschleunigungswiderstand......Page 108
4.2.2 Gesamtwiderstand......Page 110
4.2.2.1 Nebenverbraucher......Page 111
4.2.4 Relevante Fahrzyklen......Page 112
4.2.5 Auslegung des Elektromotors und der Steuerung......Page 114
4.2.6 Auslegung der Batterie......Page 119
4.3 Fazit......Page 122
5 Kostenbetrachtung der Antriebstechnologie......Page 124
5.1 Ansätze zur Entwicklung eines Elektrofahrzeugs......Page 125
5.2.1 Komponenten des Antriebs......Page 127
5.2.2 Energiespeicher – Batterie......Page 134
5.3 Kostenmodell der verschiedenen Antriebssysteme......Page 140
5.4 Fazit Kostenentwicklung......Page 143
6.1.1 Änderungen am Gesamtfahrzeug......Page 144
6.1.2 Übersicht der entfallenden Komponenten......Page 146
6.1.3 Übersicht der neuen Fahrzeugkomponenten......Page 148
6.1.3.1 Komponenten des Antriebsstrangs......Page 149
6.1.3.3 Thermomanagement......Page 150
6.1.3.4 Komponenten des Fahrwerks......Page 151
6.1.4 Konsequenzen für Automobilzulieferer......Page 156
6.1.5 Kernkompetenzen und Differenzierungsmerkmale der Fahrzeughersteller......Page 160
6.2.1 Grundlagen von Kooperationsmodellen......Page 163
6.2.2 Chancen und Risiken von Kooperationen......Page 164
6.2.3 Beispiele für Kooperationen im Bereich der Elektromobilität......Page 165
6.3.1 Definition von Geschäftsmodellen......Page 169
6.3.2 Geschäftsmodell „Fahrzeugkauf“......Page 170
6.3.3 Geschäftsmodell „Fahrzeugleasing“......Page 171
6.3.4 Geschäftsmodell „Batterieleasing“......Page 172
6.3.5 Geschäftsmodell „CarSharing“......Page 173
6.3.6 Geschäftsmodell „Better Place“......Page 174
6.3.7 Bewertung der Geschäftsmodellvarianten......Page 175
6.4 Fazit......Page 176
7 Zusammenfasssung......Page 178
Literatur......Page 182
Sachwortverzeichnis......Page 196