Erfinderaktivitäten 2011 - DPMA

DPMA – Erfinderaktivitäten 2011 3
Potenziale der Verbrauchs- und
Emissionsreduzierung von Pkw-Antrieben
Dr. Andrea Acker, Dipl.-Ing. Jörg Engelhardt, Patentabteilung 1.13
Zur Senkung der weltweiten CO 2 -Emissionen wurde in den vergangenen Jahren viel über das Thema Elektro-
mobilität diskutiert. Doch aktuelle Studien liefern bezüglich der Gesamtenergiebilanz ein ebenso ernüchtern-
des Ergebnis wie Testreihen bezüglich der Reichweite und dem Verhalten bei niedrigen Temperaturen [1], [4].
Welche Potenziale haben hingegen die konventionellen Antriebe mit einer Brennkraftmaschine in der
Zukunft? Eine Frage, die immer häufiger gestellt wird. Die Verfasser sind der Meinung, dass das Potenzial der
klassischen Brennkraftmaschine noch sehr groß ist. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick zum Thema
der Verbrauchsbilanzen und -potenziale von klassischen Brennkraftmaschinen mit einer Auswahl innovativer
Lösungsansätze um diese Potenziale zu nutzen.
1 Einleitung
Ende Januar 2012 berichtete die „taz“ über ein Gut-
achten des Freiburger Öko-Instituts, welches zu dem
Schluss kam, dass Elektrofahrzeuge längst nicht so
umweltfreundlich seien wie bisher angenommen [1].
Es sei sogar das Gegenteil der Fall, so die Gutachter.
Ein zunehmender Ausbau führe gar zu einer stär-
keren Klimabelastung als konventionelle Antriebe.
So berichtete das Institut in seinem Gutachten, dass
man zwar einerseits durch einen Ausbau der Elektro-
flotte auf eine Million Fahrzeuge bis zum Jahr 2022
die Emissionen der Treibhausgase um 6 % reduzieren
könne, andererseits man aber durch einen Einsatz
effizienterer Benzinmotoren anstelle der Elektro-
antriebe die schädlichen Klimagase um bis zu 25 %
senken könne.
Ein zunächst überraschendes Ergebnis und eine er-
nüchternde Erkenntnis zu der gerade an Akzeptanz
gewinnenden Elektromobilität. Im Folgenden sollen
die Ergebnisse dieser Studie nicht näher beurteilt oder
bewertet werden. Es soll vielmehr aufgezeigt werden,
dass die konventionellen Antriebe für Pkw, also die
klassische Brennkraftmaschine mit einem Otto- oder
Dieselbrennverfahren, noch enorme Potenziale der
Verbrauchsreduzierung und somit der Wirkungs-
gradsteigerung aufweisen. Hierfür gibt es noch eine
große Bandbreite ungenutzter Möglichkeiten, um eine
Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und der damit
direkt verbundenen CO 2 -Emissionen zu erzielen.
2 Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung
2.1 Überblick
Betrachtet man die Energiebilanz an einem Pkw-An-
trieb, so gilt für den effektiven Gesamtwirkungsgrad
des Antriebsstranges ŋ e, gesamt folgender Zusammen-
hang aus der Antriebsenergie E mech (also die für den
Antrieb des Fahrzeuges tatsächlich erforderliche
mechanische Energie) und der zugeführten
Energie E Kraftstoff :
ŋ e, gesamt =
E mech
E Kraftstoff
(1)