LeiKom-Handbuch Produkt Instrumente zur Entwick- lung - IfG

Be =
∫
1
be
⋅ ( FR
+ FL
+ F
η
u
∫
kin
v ⋅ dt
+ F
Be= Streckenverbrauch in g/km
pot
+ B ) ⋅ v ⋅ dt
be = spezifischer Verbrauch des Antriebsaggregats
in g/kWh
ηü = Wirkungsgrad des Antriebsstrangs in %
r
FL=Luftwiderstand
Fkin=Beschleunigungswiderstand
Fpot=Steigungswiderstand
FR = Rollwiderstand
Aktuell konzentrieren sich die Forschung und Entwicklungsanstrengungen der PKW-
Fahrzeughersteller bei Verbrennungsmotoren auf die Verbrauchsoptimierung von Ottomotoren.
Aufgeladene Ottomotoren mit Direkteinspritzung sind bereits heute in den Modellreihen
fast aller großen PKW-Hersteller im Einsatz und werden zukünftig die bisherigen Triebwerke
vollständig ersetzen. Wie beim Dieselmotor wird auch der verbrauchsoptimierte Ottomotor
höhere Anforderungen an Werkstoffe, Kühlkonzepte und Komponentenzuverlässigkeit
stellen als bisher. Schlüsseltechnologien werden Werkstoffe sein, die die extremen brennraumseitigen
Bedingungen aushalten, sowie kleine und kompakte Turbolader, denen analog
zur Entwicklung des Segments Aufgeladene Benzin-Direkteinspritzer weltweit ein Wachstum
von 40% bis 2013 vorausgesagt wird. Entsprechend investieren derzeit deutsche und internationale
Systemlieferanten massiv in den Ausbau ihrer Turbolader-Fertigung, um die erwartete
Nachfrage in Europa und in den Wachstumsmärkten in Asien zu befriedigen [TRE08].
Noch 2006 war das emissionsarme Fahrzeug mit Wasserstoffantrieb erklärtes langfristiges
Ziel der Automobilhersteller. Hierzu existieren unterschiedliche Konzepte mit Verbrennungsmotoren
oder mit Elektromotoren in Kombination mit Brennstoffzellen, die bereits erfolgreich
in Forschungsfahrzeugen, Prototypen, Kleinst- (Mazda RX-8 Hydrogen RE) und Kleinserien
(BMW Hydrogen 7) umgesetzt wurden. Größtes Hindernis ist neben den Problemen bei der
Wasserstoffspeicherung das Fehlen einer ausreichenden Wasserstoff-Infrastruktur und effizienter
Versorgungskonzepte. Voraussetzung für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft ist
das Vorhandensein und die weitere Erschließung regenerativer Energiequellen (z.B. in Form
von Windkraft, Solarthermie, Gezeitenkraftwerken), die eine CO2-neutrale und kernkraftfreie
Wasserstoffproduktion ermöglichen. Selbst beim derzeitigen Tempo des Ausbaus der Energieerzeugung
aus erneuerbaren Energiequellen ist eine wesentliche Veränderung der Ausgangssituation
für die flächendeckende Versorgung mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff
nicht vor 2020 zu erwarten. Im Rahmen ihrer Kraftstoffstrategie will die deutsche Bundesregierung
bis 2016 500 Mio. Euro in Form eines nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff-
und Brennstoffzellenwirtschaft bereitstellen, um anwendungsorientierte Forschungsund
Entwicklungsaktivitäten im Bereich Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie sowie
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