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Automobil- technologie in Bayern PROFILE PORTRÄTS PERSPEKTIVEN Mit Sonderteil e-Car

Media Mind Automobiltechnolgie 2011

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Media Mind Automobiltechnolgie in Bayern 2011

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Page 1: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Automobil-technologiein Bayern PROFILE

PORTRÄTSPERSPEKTIVEN

Mit Sonderteil e-Car

Page 2: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Technologieorientierte Print-, Online-, Audio- und Video-Publikationen

www.bayern-innovativ.de/mediathek

Mediathek –Tiefer Einblick in aktuelles Wissen ...

... für Innovationen von morgenBildquelle: Fotolia IV

Bayern Innovativ GmbH

Gewerbemuseumsplatz 2

90403 Nürnberg

Tel. +49 911 - 20671 - 0

Fax +49 911 - 20671 - 792

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Weitere Informationen zu unseren

Plattformen, Netzwerken und Clustern unter:

www.bayern-innovativ.de

Page 3: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Diese Komponenten bringen das Auto derZukunft auf die Überholspur.Leicht, aerodynamisch, ästhetisch, sicher, be-quem und günstig im Preis – das sind nur einigeAttribute einer energetischen und wirtschaftli-chen Gesamtbilanz.

Wie stellt sich funktionale Sicherheit als integra-ler Bestandteil des Systems Engineering dar?

Wo werden leichte Autos in großen Serienkompetent hergestellt?

Wer ist für die komplexe Entnahme hochwerti-ger Spiegelgehäuse aus Kunststoff zuständig?

Welche Bedeutung hat eine flexible und intelli-gente Spanntechnik?

Wie ist eine Reduzierung von Bauraum undGewicht bei Leichtbaudifferenzialen möglich?

Was verbirgt sich hinter dem NamenROboMObil?

Welche Option eröffnet die aus regenerativenEnergiequellen gespeiste Elektromobilität fürdie Fahrzeuge von Morgen?

Wird „MUTEC“ den Forderungen nach einemleichten und kostengünstigen Elektrofahrzeuggerecht?

Wie erklären sich begeisterndes Maß an fahr-aktiver Präzision und excellenter Agilität beimAudi e-tron Spyder?

Bis zu einer kostengünstigen Massenproduktionsind noch enorme Anstrengungen in derForschungs- und Entwicklungsarbeit notwendig."Automobiltechnologie in Bayern" wird den Wegzur Mobilität von Morgen begleiten!

Walter FürstGeschäftsführer

Diese Publikation finden Sie auch im Internetunter www.media-mind.info

Editorial

Leichte Autos und „Elektro“-Mobilität

Impressum:

Herausgeber: media mind GmbH & Co. KGVolkartstr. 7780636 MünchenTelefon: +49 (0) 89 23 55 57-3Telefax: +49 (0) 89 23 55 57-47ISDN (MAC): +49 (0) 89 23 55 57-59E-mail: [email protected]

Verantwortlich: Walter Fürst, Jürgen Bauernschmitt

Gestaltung + DTP: Jürgen Bauernschmitt

Druckvorstufe: media mind GmbH & Co. KG

Verantwortl. Redaktion: Ilse Schallwegg

Druck: Druckerei Frischmann, Amberg

Erscheinungsweise: 1 mal jährlich

© 20011/2012 by media mind GmbH & Co. KG, MünchenKein Teil dieses Heftes darf ohne schriftliche Genehmigung derRedaktion gespeichert, vervielfältigt oder nachgedruckt werden.

Page 4: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

AnzeigeBayern Innovativ

2. US

Editorial 3

WeiterbildungPassionSales

19

ROboMObil 26

Das ROboMObil

Fusion von Robotik und Elektromobilität

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Gerd HirzingerDLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.)

Forschung undEntwicklung

6

Automobiltechnikum Bayern GmbH in Hof –

Autor: Peter RüppleinAutomobiltechnikum Bayern GmbH

KUKARoboter

14

Spieglein, Spieglein an der Tür

Autorin: Stefanie Senft, Corporate CommunicationsKUKA Roboter GmbH

Werkzeugspannsysteme 16

Effizient und flexibel durch intelligente

Spanntechnik

Autor: Hubert SykoraOTT-JAKOB Spanntechnik GmbH

Steuergeräte 13

Das GIGABOXtarget II-System –

Next Generation

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Matthäus KonradGIGATRONIK Ingolstadt GmbH

FunktionaleSicherheit

8

Integrated Safety!

Autor: Hans-Jürgen ThönnißenESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH

Leichtbau 20

Kompakte Leichtbaudifferenziale

Autoren: Dr. Tomas SmetanaThorsten Biermann

�Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG

Sonderteile-Car

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Umdende Lifestyle SafariWildlife begegnet Wellness

24

AUDI Leichtbau 10

Leichte Autos in großen Serien –

eine Kernkompetenz von Audi

Kontakt: Armin GötzAUDI AG

Page 5: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Anzeige BAYERN INTERNATIONAL

29

Anzeigemedia mind GmbH & Co. KG

37

AnzeigeChinesische Waisenkinder

57

Entwicklung 38

Geballte Kompetenz in Bayerns MetropoleKontakt: Diana Reuter, Pressereferentin

IAV GmbH

Network of Automotive Excellence 50

Mainfranken 30

Mainfranken – eine (e)mobile RegionAutor: Sebastian Kühl, Projektmanager

Region Mainfranken GmbH

SGS-Gruppe 46

Elektromobilität und innovativeFahrzeugantriebeAutoren: Michael Vogt, Produkt Manager Elektromobilität,Ines Alte, Marketing Manager, SGS Germany GmbH

Range Extender 40

Der Range Extender als Schrittmacher für dieElektrifizierung von On und Off Road Fahr-zeugen und mobilen MaschinenAutor: Erich Eder, MOTORENFABRIK HATZ

Elektromobilität 32

Elektromobilität auf der ÜberholspurAutor: Dr. Andreas BattenbergTechnische Universität München,Corporate Communications Center Campus Garching

Elektromobilität 42

Rohde & Schwarz Teisnach schafft Added valuefür LadestationenAutor: Dipl.-Kfm. Frieb-PreisRohde & Schwarz Teisnach

ElektromobilitätWhiteBlue Consulting GmbH

48

AnzeigeAUDI AG

4. US

Audi e-tron Spyder 52

Audi e-tron SpyderKontakt: Armin Götz

AUDI AG

eCarTec Leitmesse für Elektromobilität

58

Page 6: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Das Bayerische Staatsministeriumfür Wirtschaft, Infrastruktur, Ver-kehr und Technologie gründete imJahre 2003 die Automobiltechni-kum Bayern GmbH in enger Zu-sammenarbeit mit namhaften Auto-mobilzulieferbetrieben und Insti-tutionen.Das Automobiltechnikum in Mit-ten des AutomobilzulieferparksPolePosition in Hof eröffnet Auto-mobilzulieferbetrieben die Mög-lichkeit, mit Hilfe modernsterPrüfstandstechnik Komponenten,Systeme und Fahrzeugteile im Hin-blick auf Betriebsfestigkeit undFahrzeugsicherheit zu prüfen, Um-weltsimulationen durchzuführen undInnovationen vor Ort zu testen. Das Technikum bietet mittelständi-schen Unternehmen der Automo-bilzulieferindustrie eine Plattform,um in direkten Kooperationspro-jekten in Zusammenarbeit mit uni-versitären Einrichtungen und Insti-tuten, Entwicklungs- und For-schungsarbeit zu betreiben und soden technischen Fortschritt in derAutomobilindustrie eigenständig vo-ranzutreiben. Durch die flexible Nutzung investi-tionsintensiver Anlagen und Prüf-standstechnik sowie die Bereitstel-lung der notwendigen Infrastrukturkönnen Entwicklungs- und For-schungskosten sinnvoll begrenztund reduziert werden.Durch seine Konzeption bietet dasTechnikum den Unternehmen derBranche eine interessante Kombi-nation aus Innovations- und Kos-tenvorteilen: schneller Zugang zuExpertise und Know-how in der

Industrie und Wissenschaft durchErweiterung und Intensivierungbereits bestehender, automobilre-levanter Netzwerke von Kompe-tenzzentren, Universitäten undwissenschaftlichen Instituten, dieNutzung zusätzlicher Forschungs-und Entwicklungskapazitäten, umInnovationen und sich abzeichnen-de Tendenzen zu lokalisieren aberauch um Kooperationen zwischenUnternehmen zu initiieren. Tests und Erprobungen werdennach kundenspezifischen Prüfvor-schriften und Anforderungen durch-geführt. Durch einen kompetentenPersonalstamm werden diese Testskonzeptionell betreut, inhaltlicheIngenieurdienstleistungen und Prob-lemlösungen angeboten sowie inTeilbereichen Konstruktionsanpas-sungen vorgenommen.Durch sechs Messdimensionenkönnen mit Hilfe dieses SystemsKräfte und Momente bei höchster

Flexibilität und Präzision ermitteltwerden. Der Kunde erhält Datenüber alle Kräfte und Momente,die an der Oberfläche auftreten,an denen der Dummy den Sitzberührt. Die Positionen der Dum-mys werden anhand eines Zeit-stempels frei definiert und unterVerwendung von Kurvenlinienjede Position in einem genauenzeitlichen Ablauf vom Roboterangefahren. Bei jedem Testzykluserfolgt eine kontinuierliche Anpas-

AutomobiltechnikumBayern GmbH

in Hof –

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Im Bereich Betriebsfestigkeit stehen

zwei Occubot Einsitzroboter von KUKA

zur Verfügung

Page 7: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

einem digitalen Lichtmikroskopmit bis zu 200facher Vergrößerung.Weitere Informationen zu unse-rem aktuellen Dienstleistungsspekt-rum und Prüfstandsangebot findenSie im Internet: www.atbayern.de

Vier Federnprüfmaschinen fürden Bereich Dauer- und Betriebs-festigkeitsprüfung technischer Fe-dern mit einer Prüfkraft von 2000 Npro Feder befinden sich ebenfallsin Betrieb, wie unser servo-hydraulisches Prüfsystem mit ins-gesamt vier Achsen, einsetzbar alsuniverselles, modulares Spann-baukastensystem. Die Prüfkräftereichen bis zu 40 kN, die Maxi-malhübe liegen bei 400 mm.Ein elektrischer Hubzylinder miteiner Kraft von 20 kN und einemmaximalen Hub von 350 mm zumMessen und Protokollieren derFederkraft an bestimmten Positio-nen mit überwachter Linearitätsteht einsatzbereit für Tests und

Erprobungen auch unter klimati-schen Bedingungen zur Verfü-gung.Unser Messlabor ist ausgestattetmit einer Materialprüfmaschine fürZug- und Druckprüfungen, zweiuniversellen Prüfgestellen mitDigitaltracer und Steuermodulen,sowie einer Wärmebildkamera und

7Forschung und Entwicklung

sung der Kräfte und Momenteentsprechend dem Verschleiß desTestobjektes. Ein integriertes au-tomatisiertes Fotosystem doku-mentiert den Verschleiß über diegesamte Laufzeit.

Des Weiteren stehen sechs Klima-kammern in den Größen von 1,5 m3,3,5 (7) m3, 10 m3 und 15 m3 bis zueiner befahrbaren 30 m3 Kammermit Temperaturbereichen von maxi-mal -70° C bis +180° C und Feucht-ebereichen von 10 % bis 98 % zurVerfügung, um Wärme- und Kälte-lagerungen sowie Feuchtigkeitser-hebungen an Bauteilen nach inter-nationalen gesetzlichen Anforde-rungen und Firmenvorschriftendurchführen zu können. Transport-simulationen sind ebenfalls möglich.Eine 2 m3 große Salzsprühnebel-kammer erfüllt alle gängigen Prüf-normen, auch für Kondenswasser-tests.

Servohydraulisches Prüfsystem

Prüfraum 30 m3 Klimakammer 2 m3 Salzsprühnebelkammer

Autor:

Automobiltechnikum Bayern GmbH

Ferdinand-Porsche-Strasse 1095028 Hof / HaidtTel.: + 49 9281 85019 0Fax: + 49 9281 85019 [email protected]

Peter Rüpplein

Digitales Lichtmikroskop

Zwei universelle Prüfgestelle mit

Digitaltracer und Steuermodulen

Page 8: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Kaum ein Lebensbereich ist nichtdurch Elektroniksysteme undSoftware wesentlich mitbestimmt.Ohne entsprechende Lösungensind weder Energietechnik, Medi-zin-, Automobil-, Verkehrs-,Luft- und Raumfahrttechnik,Informations- und Kommunikati-onstechnik noch Sicherheits- undVerteidigungstechnik denkbar.Immer im Mittelpunkt ist dasStreben, Lösungen zu entwickeln,die Prozesse vereinfachen undoptimieren, die Leistung und denKomfort verbessern und dieSicherheit erhöhen. Die damitverbundenen Funktionalitätensind immer stärker Software-be-stimmt. Gleichzeitig nimmt dieAnzahl und Komplexität moder-ner technischer Systeme mitgroßer Geschwindigkeit und da-mit auch die Vielfalt und die Zahlder Fehlermöglichkeiten stetig zu. Kennzeichnend für die genanntenBereiche ist jedoch, dass eine feh-lerhafte Funktionalität nicht nurdazu führt, dass das System nicht(optimal) funktioniert, sonderndass diese fehlerhafte Funktiona-lität gravierende Auswirkungenfür das Leben, die Gesundheitund die Sicherheit von Menschenhaben kann. Daher kommt demThema Funktionale Sicherheit imRahmen des Systems Enginee-

ring, also dem ingenieurmäßigenEntwerfen, Herstellen und Im-plementieren von komplexentechnischen Produkten undLösungen eine zentrale Bedeu-tung zu.Vor diesem Hintergrund wirdheute von technischen Systemenverlangt, dass sie nach demjeweils aktuellen Stand der Tech-nik entwickelt werden. Grund-sätzlich muss geprüft werden, obes sich bei dem zu erstellendenSystem um ein sicherheits-ritisches handelt. In diesem Fallsind bei der Entwicklung desSystems die entsprechenden na-tionalen beziehungsweise in-ternationalen Safety-Normen an-zuwenden.

Einschlägig für den Bereich Luft-fahrt hinsichtlich des AspektsSystem/ Software-Safety ist bei-spielsweise die DO 178 B. Fürandere Bereiche wurde die NormIEC/EN 61508 geschaffen.Die IEC 61508 ist eine internatio-nale Norm, die auf alle sicherheits-bezogenen Systeme, die elektrische,elektronische oder programmierbarelektronische Komponenten enthal-ten und deren Ausfall ein maßgeb-liches Risiko für Mensch oderUmwelt bedeutet, herangezogenwerden kann.Eine Variante der IEC 61508 ist dieNorm ISO 26262, die sich als spezi-fische Ableitung der IEC 61508 fürden Bereich Automotive versteht.

IntegratedSafety!

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Maßgebliche Norm für den Automobilbereich: ISO 26262

Funktionale Sicherheit als integraler Bestandteildes Systems Engineering

Bedeutungder funktionalen Sicherheit

Safety-Normen

Page 9: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

ten durch bestimmte Rollen zuerstellen. Ein Produkt ist hier bei-spielsweise die Gefährdungs- undSystemsicherheitsanalyse, zu dererste Überlegungen bereits zurAngebotsabgabe vorliegen sollten.Ein weiterer entscheidender Aspektist das konkrete „Wie?“ und„Womit?“, d.h., durch welcheMethoden und durch Einsatz wel-cher Tools erstelle ich die Produkteinnerhalb eines Projektes.

Werden von Beginn an bereitsfalsche Methoden und Tools ange-wendet und wird dies erst zueinem späten Zeitpunkt im Projektoder gar bei der Abnahme festge-stellt, so ist das bis dahin erbrachteProjektergebnis wertlos und dieEntwicklung muss von neuembegonnen werden. Dies führt so-wohl zu signifikanten Verzögerun-gen innerhalb des Projektverlaufsals auch zu erheblichen Mehr-kosten.Für die Funktionale Sicherheit istdie lückenlose Nachvollziehbar-keit und Dokumentation vongetroffenen Entscheidungen in-nerhalb des Systems Engineeringvon zentraler Bedeutung. EineAnforderung an ein System mussvom Anforderungsmanagementüber das konkrete Design, dieImplementierung bis hin zu denTests jederzeit nachvollziehbarsein.

Die ESG hat in zahlreichen sicher-heitskritischen Projekten im mili-tärischen und zivilen Umfeld ihreExpertise bezüglich der Sicherstel-lung der Einhaltung von Safety-Normen nachgewiesen und arbeitethierfür eng mit zahlreichen Univer-sitäten und Forschungseinrichtun-gen zusammen.Auf Basis der einzigartigen Exper-tise im Bereich Funktionale Sicher-heit bietet die ESG umfangreiche,branchenspezifische Leistungen inihren Portfolioelementen Bera-tung, Systementwicklung Embed-ded Systementwicklung IT sowieTraining an.

Obwohl diese Norm voraussichtlicherst Mitte 2011 veröffentlicht wird,muss sie bereits heute für die Ent-wicklung von aktuellen Steuergerä-ten herangezogen werden. Für zivileund militärische Anwendungen, mitAusnahme des Bereiches Luftfahrt,kommt hingegen direkt die IEC61508 zur Anwendung; sofern eskeine spezifische Variante der IEC61508 für die jeweilige Domäne gibt.

Die jeweiligen Normen stellenAnforderungen zur FunktionalenSicherheit auf, die den gesamtenSicherheitslebenszyklus betreffen.Hierdurch wird die FunktionaleSicherheit zum integralen Bestand-teil des Systems Engineerings.Anforderungen zur FunktionalenSicherheit werden entsprechendeiner Sicherheitsstufe, dem sogenannten „Safety lntegrity Level(SlL)“, skaliert. Beide Normen defi-nieren vier diskrete Safety IntegrityLevels (SIL bzw. ASIL). JederLevel ist das Maß für die notwendi-ge Risikominimierung. Je höher derSafety Integrity Level der sicher-heitsbezogenen Systeme ist, um sogrößer ist die notwendige vorzuneh-mende Risikominimierung, um dasakzeptable Restrisiko zu erreichen.Zur Erreichung eines akzeptablenRestrisikos sind geeignete Vorgabenund Methoden zu berücksichtigen.Aus Verfahrenssicht sind spezielleProdukte zu bestimmten Zeitpunk-

9Funktionale Sicherheit

Safety Integrity Level (SIL)

ESG-Safety Portfolio

Methoden und Tools

ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH

Livry-Gargan-Straße 682256 FürstenfeldbruckTel.: +49 (89) 9216 - 0Fax: +49 (89) 9216 - 2236E-Mail: [email protected]

Hans-JürgenThönnißen

ESG - Leiter Center ofCompetenceSystementwicklung IT

Autor:

Page 10: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Bei Audi genießt der Leichtbaubereits seit vielen Jahren höchstenStellenwert – er ist ein Eckpfeilerder Marke. Als Pionier bei derselbsttragenden Aluminiumkaross-erie führt Audi den Wettbewerbbeim Leichtbau weltweit an. Diekünftigen Innovationen werdendazu beitragen, dass die Marke auchweiterhin die Gewichtsspirale um-kehrt – jedes neue Audi-Modellwird leichter sein als sein Vorgänger. Der Leichtbau-Ansatz von Audi istdas Selbstverständnis jedes Entwick-lers, er ist eine Geisteshaltung. Überdie Karosserie hinaus bezieht ersämtliche Technikfelder im Gesamt-fahrzeug mit ein – vom Motor biszum Kabelbaum. Nicht nur dieAluminiumkarosserien in der AudiSpace Frame-Bauweise (ASF) bau-en ungewöhnlich leicht, auch einigeVolumenmodelle mit Stahlkaros-serie setzen in ihren jeweiligen Klas-sen die Maßstäbe.

Mit dem ersten Audi A8, der 1994erschien, hat die Marke nicht nur dieASF-Bauweise entwickelt und in dieSerie eingeführt, sondern auch alleSchritte, die zur Produktion not-wendig sind. Dieser integrierteAnsatz war es, der den Durchbruch

ermöglichte. Audi hat seine Kompe-tenzen Zug um Zug ausgebaut,gerade in der Fertigung sind zahlrei-che Hightech-Verfahren hinzuge-kommen. Die Marke bearbeitet das Technik-feld gesamthaft und nachhaltig,über die komplette Entwicklungs-und Produktionskette hinweg.Leichtbau ist für Audi nicht nurWerkstoffkunde, sondern auch dievolle Kompetenz in der Prozess-technik, die Entwicklung neuerVerbindungstechnologien und dieAbsicherung von Service – undReparaturmöglichkeiten. Der Leichtbau in großen Serien isteine Kernkompetenz von Audi. Von1994 an hat das Unternehmen inununterbrochener Kontinuität etwa550.000 Fahrzeuge mit ASF-Karos-serie produziert, weit mehr als jederandere Hersteller weltweit. In der

Leichte Autosin großen Serien –eine Kernkompetenzvon Audi

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Audi A8 L

Vergangenheit trifft Gegenwart: Auto Union Typ C (links) – Audi R8 Spyder (mitte) –Auto Union Typ D Doppelkompressor (rechts)

Page 11: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

verschiedensten Materialien. DasMotto lautet: „Das richtige Materialam richtigen Ort für die optimaleFunktion.“ Das Ziel liegt darin, mit demgeringsten Einsatz an Werkstoffam jeweils idealen Ort die bestePerformance zu erzielen – wie inder Natur, in der ebenfalls keinMaterial verschwendet wird. DieIngenieure haben sich auf allenTechnikfeldern breites Wissenerarbeitet. Jeder Werkstoff, obStahl, Aluminium oder Faserver-stärkter Kunststoff, wird für sei-nen jeweiligen Einsatzzweckimmer wieder neu auf den Prüf-stand gestellt; die Audi-Expertenkennen seine Potenziale undNachteile in allen Details.Die Werkstoffe liegen im techno-logischen Wettstreit miteinander;Audi kann alle neuen Fortschritteunmittelbar für seine Zwecke nut-zen. Beim Aluminium etwa wer-den neue, hochfeste Legierungenund weiter feinere Bauteil-Struk-turen schon in Kürze deutlicheFortschritte bringen. Mittelfristigwerden CFK-Komponenten dieStruktur des ASF noch stärker,leichter und sicherer machen;Audi kann die Crash-Eigenschaf-ten dieses Materials durch präziseSimulationen genau berechnen.

Audi ist davon überzeugt, dass derMultimaterial Space Frame der rich-tige Weg für den Bau von Fahrzeu-gen in großer Serie ist. Er liegt imGewicht ebenso günstig oder besserals eine vergleichbare CFK-Karos-serie und bietet im Vergleich zu ihrgroße Vorteile – nicht zuletzt in derenergetischen Gesamtbilanz und beiden niedrigeren Kosten.

Leichtbau bedeutet für Audi nichtdie starre Fixierung auf einen ein-zigen Werkstoff, sondern den in-telligenten, flexiblen Umgang mit

11Audi Leichtbau

aktuellen Modellpalette vertreten dieLuxuslimousine A8 und der Hoch-leistungssportwagen R8 das ASF-Prinzip in seiner reinen Form. DieKarosserie des KompaktsportwagensTT entsteht in Hybridbauweise ausAluminium und Stahl, und der A7Sportback und der neue A6 habenStahlkarosserien mit einem hohenAnteil Aluminium.

Jetzt entwickelt Audi das ASF-Prinzip einen großen Schritt wei-ter – zum Multimaterial SpaceFrame. Er kombiniert Komponen-ten aus Aluminium, Stahl undFaserverstärkten Kunststoffen mit-einander, weiterhin in der SpaceFrame-Bauweise, aber teilweisemit neuen Verbindungstechniken.Das Space Frame-Prinzip ist vonbestechender technischer Ele-ganz, weil es die Aufgaben derBauteile in der Karosserie vonein-ander trennt: Die Strangpress-profile überspannen die Räume,die Gussknoten verbinden dieBauteile, die Aluminiumblecheschließen die Räume und steifendas Fachwerk aus. Das Space Fra-me-Prinzip weist jedem Werk-stoff und jedem Bauteil seine spe-zielle Aufgabe zu. Dadurch gibt esden Entwicklern viel höhere Frei-heitsgrade als die traditionelleSchalenbauweise in Blech.

Die Evolutiondes Audi Space Frame

Breite Kompetenzbei den Werkstoffen

Audi A6 Karosseriematerialien

Audi A6 Leichtbaukomponenten

Page 12: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Die breite Kompetenz stammtganz wesentlich aus dem AudiLeichtbauzentrum, einer Einrich-tung, in der etwa 180 Spezialistenarbeiten. Das ALZ ist die Speer-spitze des Unternehmens beimLeichtbau. Seine Erkenntnissewaren bis heute Grundlage fürzahlreiche Patente, für die Aus-zeichnung „European Inventor ofthe Year 2008“ durch das Europä-ische Patentamt und für vier Siegebeim „Euro Car Body Award“,dem weltweit wichtigsten Wett-bewerb im Karosseriebau. Im FVK-Technikum beschäftigensich inzwischen etwa 50 Expertenmit Faserverstärkten Kunststoffen.Auf dem Technikfeld CFK undAluminium pflegt Audi einenintensiven Technologietransfer mitseiner Tochtermarke Lamborghini,der beiden Seiten immer wiederneue Erkenntnisse vermittelt.

Der Leichtbau hat bei Audi undseinen Vorgänger-Unternehmeneine lange Tradition. Schon 1913fertigte NSU mit dem Typ 8/24ein Modell, dessen Karosseriekomplett aus Aluminium bestand.Zehn Jahre später trug der AudiTyp K eine experimentelle Strom-linien-Haut aus diesem Material. In den 30er Jahren brachten Spe-zialisten in der Rennabteilung derAuto Union Aluminiumbleche inHandarbeit in Form, aus ihnen ent-standen die Karosserien und

Stromlinienverkleidungen für dieRenn- und Weltrekordwagen. DerAuto Union Typ C von 1936 wogrennfertig nur etwa 825 Kilo-gramm – mit dem V16-Kompres-sormotor, der gut 380 kW (520PS) leistete, erzielte er ein Leis-tungsgewicht, das dem eines heu-tigen Le Mans-Sport-prototypennahekommt.Auch heute treibt Audi den Fort-schritt auf der Piste voran. Schondie Rallye- und Rundstreckenautosaus den Jahren um 1990 herumhatten viele Kunststoffteile in undan der Karosserie. Einige nutztenbereits Kardanwellen aus Kohle-stofffaser-Verbundmaterial – in derSerie hatte auch der Audi 90quattro diese Lösung an Bord.Heute dienen der Audi R18 undder A4 DTM als rollende Laborsbeim Umgang mit CFK.

In der Serie setzte der erste AudiA8 bei seinem Debüt 1994 einAusrufezeichen. Mit seiner ASF-Karosserie löste er in der damalseher konservativen Stahl- undGussindustrie eine kleine Revolu-tion aus – er setzte die Lieferan-ten massiv unter Druck. Seitdemhat sich die Festigkeit hochfesterStähle um den Faktor fünf gestei-gert, und in den Gießereien ist derQualitätsstandard entscheidend ge-wachsen. Das ASF-Prinzip vonAudi kommt nicht nur den Kundender Marke zugute, sondern derganzen Branche. Bei der elektrischen Mobilität derZukunft wird der Leichtbau erneuteine entscheidende Rolle spielen.Die neuen Komponenten wie dieTraktionsbatterie bringen ein er-hebliches Zusatzgewicht mit sich;Intelligenter Leichtbau kann es inweiten Bereichen kompensieren.Schon heute entwickeln die Inge-nieure in Neckarsulm völlig neueLösungen für die Karosserien derkünftigen Elektrofahrzeuge.

Kontakt:

Armin Götz

AUDI AG

I/GP-P85045 IngolstadtTel.: +49 (0)841/89-90703Fax: +49 (0)841/[email protected]

Audi R8 GT

Audi Q5 hybrid quattro

Das Audi Leichtbauzentrum

Ein Jahrhundert Leichtbau

12 Audi Leichtbau

Page 13: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Die neue Generation der bereits invielen Anwendungen bewährtenEntwicklungsplattform GIGABOX,die GIGABOXtarget II, ist ein nochbesseres Werkzeug für die prototypi-sche Hardware- und Softwareent-wicklung nahe an der Zielhardware.Die GIGABOXtarget II vereint diebisherigen Erfahrungen der Kom-ponentenentwicklung bei GIGA-TRONIK und das Kundenfeedbackaus diversen Anwendungen in einerzukunftsfähigen Plattform. Bei derEntwicklung wurde im Sinne einernoch schnelleren und einfacherenAdaptierbarkeit an Kundenwünsche aufdrei Punkte besonders Wert gelegt:

Ein zentraler Bestandteil des neuenSystems und gleichzeitig die größteNeuerung, ist der Einsatz einesFPGAs als zentrales Element desGerätes. Das FPGA ist als Signal-gateway zwischen den Prozessor-pins und den I/O-Beschaltungensowie Busschnittstellen vorgesehen.Somit können alle digitalen Signaleim FPGA verarbeitet werden.Durch diese Schaltungsvariantewurde die Möglichkeit geschaffen,digitale Schaltungen in VHDL zubeschreiben und das System durchdigitale Filter, Kommunikationsmo-dule oder sogar weitere Prozessor-kerne zu erweitern.

Die Erfahrung und Entwicklung derletzten Jahre haben gezeigt, dass die

Bedeutung von diskreten I/Os beiSteuergeräten kontinuierlich ab-nimmt. Die Entwicklung geht spür-bar in Richtung intelligenter Senso-ren die z.B. über LIN kommunizieren. Deswegen bietet die GIGABOXtar-get II sechs frei belegbare Transcei-ver-Steckplätze, um eine möglichstvariable Konfiguration der Kommu-nikationsschnittstellen zu gewährleis-ten. Die Konfigurationsmöglichkei-ten sind von den Schnittstellen desProzessors und von eventuellen IP-Cores im FPGA festgelegt.

Die Schnittstellen des GIGABOX-Systems wurden bewusst einfachgehalten, um die Fertigung von Lei-tungssätzen zu vereinfachen. DieAnbindung an weitere Systemekann über Standard Sub-D Steckerausgeführt werden.

Zusätzlich ist standardmäßig einUSB und Ethernet-Anschluss ver-fügbar.

Der Stromverbrauch der GIGA-BOX im Low-Power-Mode wurdeim Vergleich zur Vorgängerversiondeutlich reduziert. Zukünftig wird dem Nutzer derGIGABOX die Möglichkeit zurVerfügung stehen, einfache Applika-tionen wie Gateways mit Hilfe derPAWN-Skriptsprache zu imple-mentieren. Des Weiteren wird für die GIGA-BOXtarget II ein MATLAB/Simu-link Blockset zur Verfügung stehen,um mit Hilfe der modellbasierteSoftwareentwicklung eine schnelleDarstellung von Steuergerätefunk-tionen zu erlauben.

DasGIGABOXtarget II-System –

Next Generation

Steuergeräte

13

GIGABOX ist der Oberbegriff für die von GIGATRONIK entwickelte Familie vonPrototypen-Steuergeräten. Das Derivat „target“ der GIGABOX dient alsmodulare Steuergeräteplattform für die seriennahe SW-Entwicklung.

GIGATRONIK Ingolstadt GmbH

Am Augraben 1985080 GaimersheimTel. +49 8458 3488-022Fax +49 8458 3488-099E-Mail: [email protected]

Dipl.-Ing. (FH)Matthäus Konrad

Leiter Steuergeräte-Softwareentwicklung

Autor:

GIGABOXtarget II-System mit integrier-tem FPGA als zentrales Element

Standardisierte System-Schnittstellen

Next Generation

FPGA

Bus-Konfiguration

Standard Interfaces

Weitere Features

Page 14: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Magna Spiegelsysteme in Assam-stadt gehören zu Magna MirrorSystems, einer Tochtergesellschaftdes weltweit führenden Automobil-zulieferunternehmens Magna Inter-national Inc. Magna Mirror Systemsentwickeln und produzieren unteranderem Innen- und Außenspiegel-systeme, elektrochromatisches Glas,Aktuatoren, Kamera-Sichtsystemeund Türgriffsysteme. „Magna Mir-ror Systems ist ein global tätigerZulieferer in der Automobilbrancheund einer der größten Herstellervon Autospiegelsystemen weltweit“,erklärt Ralf-Peter Hericke, Leiter derKunststoffspritzerei bei Magna Spie-gelsysteme in Assamstadt. Seit 2007vertraut Magna in Assamstadt bei derTeileentnahme und Verpackung aufdie Kompetenz und Flexibilität vonKUKA Robotern. Eingesetzt wer-den die reichweiten-, gewichts- undbeschleunigungsoptimierten Konsol-roboter KR60-4KS und Variantenaus der KUKA Produktpalette, dieden komplexen Entnahmeprozessperfektioniert haben.

Entnehmen, Wiegen, Schneidenund Verpacken – dieses komplizierteAufgabenpaket nach dem Gießeneines Spiegelgehäuses gilt es beiMagna zu bewältigen. Die Verant-

wortlichen im Bereich Spritzgießenkamen auf die Idee, für die komple-xe Entnahme Knickarmroboter ein-zusetzen. Früher wurden die Teilezweifach oder vierfach mit demLinearroboter entnommen und aufein Bandsystem abgelegt. Die Auto-mationslösung des Technologiefüh-

Spieglein,Spieglein

an der Tür

14

KU

KA

Ro

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Freiheitsgrade alsHauptargument für den

Knickarmroboter

Die Kunststoffspritzerei von MAGNA SpiegelsystemeGmbH Assamstadt setzt bei der komplexenEntnahme auf KUKA Roboter

Bei der Magna Spiegelsysteme GmbH dreht sich alles um Spiegel. Im beschaulichen Assamstadtim Main-Tauber-Kreis fertigt Magna Innen- und Außenspiegel für die Premiumhersteller derdeutschen Automobilindustrie: Wenn Sie Mercedes, BMW, Audi oder gar einen Porsche fahren,dann haben Sie schon unzählige Male in einen Außenspiegel geschaut, der bei Magna inAssamstadt entstanden ist.Beeindruckende 14 Millionen Kunststoffteile verlassen jährlich das Werk. Für die komplexe Entnahmeder hochwertigen Spiegelgehäuse aus Kunststoff sind KUKA Roboter zuständig.

Platzsparendes Konzept: Die KUKA Roboter sind als Konsolroboter auf der Spritzgieß-maschine platziert. (Fotos: Kuka Roboter GmbH)

Page 15: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

rers aus Augsburg bietet Magna mehrFreiheitsgrade als das klassischeHandling. „Gerade wenn die Pro-dukte wechseln, ist das ein großerVorteil“, weiß Ralf-Peter Hericke. „Die Online-Überwachung, die hun-dertprozentige Prüfung durch dasWiegen und die Möglichkeit, eineeventuelle Nacharbeit an den Teilendirekt in den Entstehungsprozesseinarbeiten zu können – das alleswird mit den Robotern von KUKAbewerkstelligt“, berichtet GerhardLeutwein, Verfahrenstechniker imBereich Kunststoffspritzgießen.

Für die Produktion eines Spiegel-gehäuses wird bei MAGNA in denSpritzgießmaschinen Kunststoffgra-nulat in der Schnecke aufgeschmol-zen und in eine geschlossene Formeingespritzt. Danach muss das Pro-dukt in der Form abkühlen. DieAusstoßer bringen das Teil in eineEntnahmeposition und an dieserStelle kommt der KUKA Speed-roboter KR60- 4KS ins Spiel: DerRoboter, ausgestattet mit einemEntnahmegreifer vom KUKASystempartner SAR, entformt dasProdukt, fährt es aus dem Maschi-nenbereich heraus, trennt die unter-schiedlichen Angüsse ab und legt dieSpiegelgehäuse paarweise auf eine

Waage. Wie im Märchen vomAschenputtel wandern „die Gutenins Töpfchen, die Schlechten insKröpfchen“: Mangelware wird durchdie stete Gewichtskontrolle alsosofort aussortiert. Ist das Produkt inOrdnung, wird es vom KUKA

Roboter gleich in eine Box verpackt.Falls nötig, holt sich der KR KR60-4KS zwischendurch auch noch eineZwischenlage, um die hochwertigenSpiegelgehäuse transportfähig zumachen. „Mit einem Linearroboter“,so Ralf-Peter Hericke, „hätten wirnicht den ganzen Prozess abwickelnkönnen.“

Die begrenzte Hallenfläche war beiMagna ein ganz besonderes Thema:„Wir sparen ungemein viel Platz, weilwir die KUKA Roboter als Konsol-roboter auf der Bediengegenseiteplatzieren können“, erklärt GerhardLeutwein. Durch diese platzsparendeAnordnung können die Spritzgieß-maschinen sehr eng aneinandergereiht werden; der Platzbedarf fürdie Peripherie auf der Bediengegen-seite ist ebenso optimiert worden.Diese Applikationen konnten nur mitden leichten Robotern aus Augsburgumgesetzt werden. Andere Automa-tisierungslösungen wären viel zuschwer gewesen. 15 KUKA Roboterhat Magna momentan im Einsatz undes sollen mehr werden. Um ihnenden Umgang mit KUKA Roboternnahe zu bringen, ließ Magna die Mit-arbeiter beim Systempartner SARschulen. Spritzgießbetriebe wie Magna Spie-gelsysteme stehen heute in einemharten globalen Wettbewerb. DieKUKA Roboter GmbH liefertdementsprechend flexible Automa-tisierungslösungen, die hohe Wirt-schaftlichkeit durch möglichst kurzeEntnahmezeiten ermöglichen. Die Speedroboter von KUKA errei-chen kumuliert bis zu 10m/s≤: diekurzen Zykluszeiten tragen dazubei, die Wettbewerbsfähigkeit vonMagna zu erhöhen.Ralf-Peter Hericke ist überzeugt:„Der Erfolg gibt uns recht. AufKUKA Roboter zu setzen, war dierichtige Entscheidung.“

15KUKA Roboter

Komplexe Prozesseelegant gelöst

Autorin:

KUKA Roboter GmbH

Hery-Park 300086368 GersthofenTel. +49 821 4533-3782Fax +49 821 [email protected]

Stefanie Senft

CorporateCommunications

Der Sechsachser trennt nach dem Entformen die Angüsse ab, legt die Spiegelgehäusepaarweise auf eine Waage und zuletzt in einer Stapelbox ab

Nach der Entnahme werden die zweiSpiegelpaare an einer flexiblen Anguss-schneidstation exakt beschnitten

Platzsparendes Konzept,kurze Zykluszeiten

Page 16: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Effizienz und Flexibilität gewinnenfür die Produktion von hochwerti-gen Serienprodukten am Ferti-gungsstandort Deutschland eineständig wachsende Bedeutung. Ott-Jakob, als weltweit führender Her-steller von automatischen Werk-zeugspannsystemen, stellt sich die-sen Forderungen seit Jahren undentwickelt Komponenten, die denAnwender moderner Werkzeugma-schinen in die Lage versetzen, mithöchster Produktivität den wech-selnden Anforderungen auf qualita-tiv höchstem Niveau gerecht zuwerden.Nachdem Ott-Jakob über Jahrzehn-te Maßstäbe bei der Entwicklung dermechanischen Komponenten für dieautomatische Werkzeugspanntech-nik, insbesondere die HSK-Span-nung, gesetzt hat, stehen seit jüngs-ter Zeit weitere Entwicklungsberei-che im Vordergrund. Entwicklungs-trends sind in zwei Richtungen zubeobachten:

Überwachung des automatischenWerkzeugspannsystems undmanuelle HSK-Werkzeugspann-systeme für den Schnellwechsel.

Als Technologieführer für HSK-Spannsysteme hat sich Ott-Jakob,nicht zuletzt ausgehend von denständig wachsenden Anforderungenfür Fertigungssysteme in der Auto-mobilindustrie, diesen beiden Pro-duktbereichen ergänzend zumKerngeschäft „automatische Werk-zeugspannung“ zugewandt. So ent-standen nicht nur Weiterentwick-lungen bestehender sondern kom-plett neu gestaltete Produkte, dieinsbesondere in der Serienprodukti-on dazu beitragen, effizient und fle-xibel in höchster Qualität fertigenzu können. In beiden Fällen, sowohlbei der Überwachung von automati-schen Spannsystemen, als auch beider manuellen HSK-Spannungstanden spezifische Kundenvorteileim Fokus der Entwicklung.Beginnend in Transfereinheiten undSondermaschinen für die Automo-bilindustrie hat sich der HSK seitAnfang der 90er Jahre als Werk-zeugschnittstelle in alle Maschinen-bereiche weltweit verbreitet undin Verbindung mit Spannsystemenzur Qualitäts- und Produktivitäts-steigerung beigetragen. International

genormt ist heute, neben den seitlangem existierenden Formen Aund C für automatischen und manu-ellen Wechsel, den Formen E und Ffür Anwendungen bei hohen Dreh-zahlen, auch die Form T für An-wendungen in Drehmaschinen undmodernen Drehzentren.Die teilweise als Formenvielfalt ge-brandmarkte Variantenzahl hat sichals Vorteil für den Anwender her-ausgestellt, dessen unterschiedlicheAnforderungen gezielt berücksich-tigt werden können. Gleichzeitigbesteht Kompatibilität der Varianten,so dass die Spanntechnikherstellervielfältig einsetzbare Produkte inden Markt bringen konnten. Ott-Jakob entwickelte einheitliche HSK-Spannsätze, die heute als Standardverfügbar sind. Die verbleibendenUnterschiede in den Anforderun-gen der einzelnen HSK-Formenhat Ott-Jakob bei der Entwicklungberücksichtigt und kann jedenKunden individuell beraten undanforderungsgerechte Komplett-systeme liefern.Das Kernstück eines Werkzeug-spanners ist der eigentliche Spann-

Effizient undflexibel durchintelligente

Spanntechnik

16

Werkzeugspannsysteme

Werkzeugspannsystem mit Überwachung der Federkraft, Temperatur und Schwingung

Page 17: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Leckage-Sensoren in Drehdurch-führungen reichen. Damit stehen imgesamten Kraftfluss des Spann-systems Überwachungs- und Mess-systeme zur Verfügung, die maß-geblich zur Ausfallsicherheit beitra-gen. Auch wenn von Spannsys-temen und Zubehörkomponenteneine ewige Lebensdauer erwartetwird, kann die Physik nicht immerüberlistet werden. Wie auch andereSysteme sind Spannsysteme nichtkomplett verschleißfrei und solltenfür den funktionsgerechten Dauer-gebrauch gezielt überwacht wer-den, um vor dem Ausfall einerechtzeitige vorbeugende, zustand-sorientierte Instandhaltung durch-führen zu können.Aus der Palette der Über-wachungsmöglichkeiten sei insbe-sondere auf das bewährte, jetzt aberfür den automatischen Einsatzweiter entwickelte Spannkraft-meßgerät POWER-CHECK IIhingewiesen, das in jeder Werk-zeugmaschine wie ein Werkzeugautomatisch eingewechselt werdenkann. Die qualifizierte Elektronikliefert Spannkraftwerte, die denEinsatzzustand der Hauptspindelcharakterisieren. So kann beispiels-weise der Einsatz komplizierterund teurer Werkzeuge weiter ab-gesichert werden.Das Verschleißelement Drehdurch-führung kann für teure Maschinen-ausfälle sorgen, wenn Verschleißzu-stände nicht rechtzeitig erfasst wer-den. Hier leistet das Leckage-Erkennungssystem hervorragendeDienste bei der zustandsabhängigenÜberwachung. Die zwei ZuständeDrehdurchführungsdichtung defektund Lager geflutet können erfasstwerden.Ott-Jakob beschäftigt sich mit derEffizienzverbesserung auf allen Ebe-nen und hat für Drehzentren insbe-sondere die Einsparung von Neben-zeiten durch geeignete Werkzeug-spannsysteme in den Fokus genom-men. Seit Jahren ist der genormteVDI-Schaft wegen seiner unzurei-chenden Genauigkeit für die flexiblePräzisionsfertigung in die Kritik

temen, aufgenommen und sogarerste Diagnosesysteme entwickelt.Ott-Jakob hat intelligente Spann-technik rund um den eigentlichenSpanner entwickelt, die als Überwa-chungs- und Messsysteme Informa-tionen über den Zustand des auto-matischen Spanners liefern. TeureAnlagenstillstände können vermie-den werden und eine gezielte vor-beugende Instandhaltung wird mög-lich. Die Verfügbarkeit und Zuver-lässigkeit der Werkzeugmaschinewird deutlich erhöht.Es sind Systeme entwickelt worden,die von den manuell oder im auto-matischen Zyklus verwendbarenSpannkraftmeßgeräten (POWER-CHECK) über die Plananlagenkon-trolle, die Kräftemessung und -über-wachung bis hin zu Abfrage- undMesssystemen in Löseeinheiten und

17Werkzeugspannsysteme

satz, der kraftverstärkend, beauf-schlagt durch eine Einzugskraft,Kräfte auf das Werkzeug überträgtund in der Spindel abstützt. HoheKräfte, schnelle Betätigung und vorallem höchste Lebensdauer sind hiergefordert. Ausgehend von einergeeigneten Kinematik sind unterBerücksichtigung hochverschleiß-fester Beschichtungen Spannsätzeentstanden, die mit Standzeiten vonmehreren Millionen Hüben denStand der Technik bestimmen unddurch ihre Langlebigkeit und Zuver-lässigkeit eine störungsfreie Produk-tion gewährleisten. Automatische Werkzeugspanner sindals Komplettsysteme verfügbar, dieweit über die eigentliche Spannauf-gabe hinausgehend alle notwendi-gen Funktionen zum Halten undWechseln eines Werkzeugs sowiezur Mediendurchführung abdecken.So werden zu den SpannsätzenKraftspanneinrichtungen hinzuge-fügt, die im Wesentlichen mitFedern arbeiten. Hydraulisch be-tätigte Löseeinheiten und Dreh-durchführungen vervollständigen dasaufeinander abgestimmte Komplett-programm.Das Herzstück eines Baerbeitungs-zentrums, die Spindel ist das ausfall-gefährdetste Maschinenelement. AlsHauptbaugruppe in einer Spindelkommen auf das automatische Spann-system hohe Anforderungen zu. Die ständig steigenden Anforderun-gen an Spindeln und damit Spann-systeme betreffen sowohl die Dreh-zahl, das Drehmoment und dieBelastbarkeit als auch die Medienzu-fuhr mit Minimalmengenschmie-rung oder den Hochdruckeinsatz.Für eine wirtschaftliche Bearbeitungunterschiedlichster Werkstoffe isteine stabile Prozessführung sicher-zustellen, obwohl die Spindeln oftschon fast im physikalischen Grenz-bereichen betrieben wird. Hier istnicht nur die eigentliche Spanntech-nik auf höchstem Stand der Technikgefordert. Ott-Jakob hat den Trendder letzten Jahre zum Einsatz vonÜberwachungssystemen, so genann-ten Condition Monitoring Sys-

Power-Check II: Einzugskraftmessgerät fürmanuellen und automatischen Einsatz

Page 18: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

geraten. Bis heute ist er jedoch alsStandardschnittstelle weit verbrei-tet, da sich auch modifizierteVDI-Halter wegen ihrer man-gelnden Flexibilität bisher nichtdurchsetzen. Modulare Systemefür die Drehmaschinen wurdenseit Jahrzehnten als Alternativeangeboten und haben den Nach-weis erbracht, dass der Schnell-wechsel von Schneidköpfen enor-me Zeiteinsparungen durchschnelleren Wechsel und Wegfallvon Ausrichtarbeiten bringt.Mit der Verbreitung des HSK-Tin Form von Schneidköpfen fürdas Drehen in Kombination mitHSK-Spanneinheiten für denSchnellwechsel stehen dem An-wender mittlerweile hocheffizien-te Produkte zur Verfügung, diedem Endverbraucher helfen, aufeinfache Art und Weise Zeit undGeld zu sparen und gleichzeitighöchste Präzision fertigen zukönnen. Ott-Jakob hat eine kom-plette Baureihe von HSK-Span-neinheiten in den Markt gebracht,

die genau die beschriebenen Vor-teile bieten. Mit Hilfe eines Spi-ralspannsystems (QCS) werdendurch eine einfache, schnelleSchwenkbewegung HSK-Schneid-köpfe mit hoher Kraft, sicher undgenau eingespannt, wie es mitVDI-Spanneinheiten niemals mög-lich ist. Dort verbleibt für Präzi-sionsarbeiten immer ein Meß-schnitt, der verschwendete Zeitbedeutet. Das Umrüsten vonRevolvern oder anderen Werk-zeugträgern mit HSK-T-Syste-men bringt bereits bei wenigenUmrüstungen pro Werkzeugplatzoder Tag in kurzer Zeit eineAmortisation der anspruchsvolle-ren Technologie.Die Einsatzbereiche für die HSK-T-Spanntechnolgie reichen vonRevolverdrehmaschinen überMehrspindler bis hin zu Sonder-maschinen. Werden Spanneinhei-ten einmalig ausgerichtet undbefestigt, so entsteht ein Präzi-sionssystem für den schnellenHSK-T-Wechsel. Schneidköpfe

für unterschiedlichste Zerspa-nungsaufgaben können schnellund genau eingewechselt werden.Insbesondere für Mehrspindel-drehmaschinen wird die komforta-ble Handhabung mit im Vergleichzum Wettbewerb großen Betäti-gungsschlüssel geschätzt. Derkomfortable Schlüssel in Verbin-dung mit der einfachen Schwenk-bewegung des Spannsystems hilftinsbesondere im oft kompaktgebauten Arbeitsraum der Mehr-spindler. Ein nicht zu unterschät-zender Vorteil der Spanneinhei-ten liegt auf der Hand: alle bereitsin einer Fertigung vorhandenenMaschinen können mit HSK-T-Spanneinheiten jederzeit ausge-rüstet werden. Für das Geld-sparen ist es nie zu spät.In beiden Bereichen, der automa-tischen Werkzeugspannung fürSpindeln, als auch der manuellenSpannung zum Schnellwechselvon HSK-T setzt Ott-Jakob seineEntwicklungen gezielt fort undwird auch in den nächsten Jahrenimmer wieder weiter entwickelteund den gestiegenen Anforderun-gen entsprechende neue Produktein den Markt bringen. Weltweitschätzen sowohl die Endverbrau-cher als auch die direkten Partnerim Bereich Spindel- und Werk-zeugmaschine die Innovations-kraft und Kundenorientierung derAllgäuer Spezialisten.

Autor:

OTT-JAKOB Spanntechnik GmbH

Industriestr. 3-787663 LengenwangTel.: +49 (0) 8364/98 21-40Fax: +49 (0) 8364/98 21-10e-mail: [email protected]

Hubert Sykora

QCS-Spannsatz integriert in einen VDI-Halter

18 Werkzeugspannsysteme

Page 19: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Viele mittelständische Zulieferbetrie-be für die Automobilindustrie, aberauch die Automobilunternehmenselbst stehen vor der Herausforde-rung, dass die Mitarbeiter aus Verkaufund Vertrieb mit den Kunden hartePreiskämpfe ausfechten müssen.Natürlich: Jeder will Topqualität –aber zu einem annehmbaren Preis.Was können die Unternehmen tun,um ihre Verkäufer darauf vorzube-reiten, diese Verkaufsverhandlungenoptimal zu gestalten, den Preisselbstbewusst zu verteidigen oderderart nutzenorientiert zu argumen-tieren, dass der Kunde seine Ent-scheidung nicht allein vom Preisabhängig macht?Karin Mack, Vertriebstrainerin ausMünchen, empfiehlt, die Kompeten-zen der Verkäufer entsprechend zuschulen. In ihren Seminaren lernendie Teilnehmer, sich in die Vorstel-lungswelt des Kunden zu begebenund das Kundengespräch als emotio-nales Einkaufserlebnis zu gestalten.„Der Preis tritt dann als Entschei-dungskriterium zurück“, so die Lei-terin des Trainings- und Beratungs-unternehmens PassionSales.

Eine wichtige Rolle in dem Prozessspielen die Führungskräfte. Sie stel-len das Bindeglied zwischen Unter-nehmensleitung und Mitarbeiter darund sind verantwortlich dafür, dassdie Verkäufer die Unternehmenszie-le im konkreten Kundenkontakt ver-

wirklichen können. „Es hilft nicht,den Mitarbeitern Ziele vorzugeben“,sagt Karin Mack, „es gehört zu denAufgaben der Führungskräfte, denVerkäufern die Vision des Unter-nehmens zu verdeutlichen und siedabei zu unterstützen, sich mitFirma, Produkt und Tätigkeit zuidentifizieren.“ Wenn dies gelingt,sind die Verkäufer mit Leidenschaftund Herzblut dabei, nutzenorien-tierte Kundengespräche zu führen –das beobachtet die Trainerin immerwieder in ihren Kundenunternehmen.Weil Karin Mack ihre Schulungennach dem Intervallprinzip aufbaut –zwischen den Trainingsmodulen lie-gen Umsetzungsphasen –, wendendie Teilnehmer das neue Know-how bereits während eines Trai-nings an. Die Führungskräfte nutzendie innovativen Führungstools etwazur Motivation der Verkäufer, diesewiederum tragen zur Kundenbegeis-terung bei. So sind Umsatzsteige-

rungen bis zu 20 Prozent möglich –und zwar nachweisbar noch vorEnde der Maßnahme.

Dr. Michael Madel

Durcheffiziente Weiterbildung

Unternehmenszieleverwirklichen

19

Weiterbildung

Umsetzungs- undumsatzorientierte Trainings

Führungskräfte- und Mitarbeiterqualifikation

Kontakt und weitere Informationen:

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Im Regus Business CenterLandsberger Straße 155 / Haus 280687 MünchenTel.: + 49 (0) 89 / 57959-627Fax: + 49 (0) 89 / 57959-200E-mail: [email protected]

Karin MackAkkreditierteINtem-Trainerin

Page 20: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Die Reduzierung von Bauraumund Gewicht von Differenzialenbeschäftigt die Branche bereits seitvielen Jahren. Auf Grundlage vonErgebnissen der Forschungsstellefür Zahnräder und Getriebebau(FZG) an der TU München nahmSchaeffler weiterführende Ent-wicklungen mit dem Ziel derGroßserienreife vor. Bei dieserneuen Konstruktion wurde dasHauptaugenmerk auf die ferti-gungstechnische Umsetzung undOptimierung der Herstellkostengerichtet.

In einem Großteil der Achsgetrie-be in Kraftfahrzeugen kommenKegelraddifferenziale zum Einsatz,(Abb. 1). Bei diesen überträgt derDifferenzialkorb das Moment aneinen Ausgleichsbolzen, auf demdie Ausgleichskegelräder montiertsind. Die Ausgleichs- und Achsab-triebskegelräder sind räumlich ineinem massiven kugelförmigenmeist einteiligen Differenzialkorbangeordnet. Diese Ausgleichske-gelräder bilden zusammen mit denAchsabtriebskegelrädern die Ver-zahnung des Umlaufgetriebes.Kennzeichnend für die Verzah-nung des Kegelraddifferenzials ist

ein vergleichsweise geringer Ab-stand des Verzahnungskontaktszwischen Ausgleichs- und Achsab-triebskegelrad zur Achse.

Die grundsätzliche Idee derSchaeffler-Leichtbaudifferenzialebesteht darin, ein System zu schaf-fen, dessen Komponenten hin-sichtlich ihrer Bauteilbeanspru-chungen auf einem ähnlichenNiveau liegen wie bei konventio-nellen Konstruktionen. Währendbeispielsweise das Gehäuse desklassischen Kegelraddifferenzials

fertigungsbedingt sehr robust aus-gelegt ist, weist die Anbindung andie Steckachsen oder auch dieinnere Verzahnung deutlich ge-ringere Sicherheiten auf. BeimSchaeffler-Leichtbaudifferenzialsind diese tendenziellen Schwach-stellen beseitigt. So liegt der Ver-zahnungskontakt der Ausgleichsrä-der auf einem gegenüber dem Ke-gelraddifferenzial doppelt sogroßen Teilkreisdurchmesser. Diesführt bei gleichen Drehmomentenzu deutlich geringeren Verzah-nungskräften. Zudem werden dieDrehmomente über eine größere

KompakteLeichtbaudifferenziale

20

Leichtbau

Die Reduzierung von Bauraum und Gewicht von Stirnraddifferenzialen beschäftigt die Bran-che bereits seit vielen Jahren. Auf Grundlage von Ergebnissen der Forschungsstelle für Zahn-räder und Getriebebau (FZG) an der TU München nahm Schaeffler weiterführende Entwick-lungen mit dem Ziel der Großserienreife vor. Bei dieser neuen Konstruktion wurde dasHauptaugenmerk auf die fertigungstechnische Umsetzung und Optimierung der Herstell-kosten gerichtet.

Abb. 1: Achsgetriebe mit Kegelraddifferenzial

Leichtbau fürkompakte Differenziale

Stand der Technik

Das Leichtbaudifferential

Page 21: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

schen Sonne und dem Differen-zialgehäuse erzielt. Das Differen-zial verhält sich vergleichbar mit einemmomentenfühlenden Sperrdiffe-renzial, wobei der Sperrwert derBaureihe über den Schrägungswin-kel und die Reibscheibe beeinflusstwird. In den ersten Prototypenwerden zur Zeit kunstharzgebun-dene Reibbeläge von LuK Frictionals Werkstoff für die Reibscheibegetestet. Im Versuch konnten soSperrwerte von bis zu 25 % reali-siert werden. Die axiale Abstüt-zung der Sonnen durch dasGehäuse hat einen weiteren funk-tionsrelevanten Effekt. Im Zugbe-trieb baut das Differenzial eineninneren Gegendruck auf, der dieVorspannung der Lagerung erhöht.Dadurch wird die Steifigkeit desLagerungssystems drehmomentab-hängig variiert. Auch bei hohenDrehmomenten wird so die Ver-zahnung des Achsantriebsradsoptimal abgestützt. Die Wahr-scheinlichkeit einer Geräuschent-wicklung wird durch diese kon-

asymmetrischen Verzahnung unter-schieden.In Abb. 2 ist die Variante desLeichtbaudifferenzials mit dreisymmetrisch angeordneten Plane-ten dargestellt. Kennzeichnend fürdiesen Verzahnungstyp sind dreikoaxial nebeneinander angeordneteVerzahnungsbereiche. Im linkenbeziehungsweise rechten Bereichkämmt jeweils ein Planet derjeweiligen Planetenpaare mit derentsprechenden Achsabtriebsson-ne. Im mittleren Bereich kämmendie Planeten miteinander. Die Ver-zahnungen der Sonnen sind dortausgespart. Im Leichtbaudifferen-zial finden sowohl gerad- als auchschrägverzahnte Ausgleichs- bezie-hungsweise Sonnenräder Verwen-dung. Der Schrägungswinkel dientin erster Linie zur Erhöhung desSperrwerts im Differenzial. ImZugbetrieb stützen sich die Son-nenräder an der Wand des Diffe-renzialgehäuses ab. Die gewünsch-te Sperrwirkung wird durch dieIntegration einer Reibscheibe zwi-

Anzahl von Ausgleichsplanetengeführt, was zu einer homogene-ren Belastung des Gehäusesbeiträgt. Ähnliche Konzepte findensich bereits zu Beginn des vorheri-gen Jahrhunderts im Antriebs-strang unterschiedlicher Fahrzeuge[1]. Neu beim Leichtbaudifferen-zial von Schaeffler ist der konse-quente Einsatz der Kaltumform-technik. So besteht das Gehäuseaus zwei gezogenen Halbschalenaus Stahlblech, die vor der eigentli-chen Montage des Achsantriebs-rads miteinander verbunden wer-den. Die Anbindung des Achsan-triebsrads erfolgt über drei Flan-sche, die zwischen den Planeten-paaren positioniert sind. Die Ver-nietung beziehungsweise Ver-schraubung ist im Vergleich zumKegelraddifferenzial entsprechendmassiver ausgeführt. Eine weitereInnovation besteht in unterschied-lichen Verzahnungsvarianten, diezwischenzeitlich entwickelt wur-den. Grundsätzlich wird zwischeneiner symmetrischen und einer

21Leichtbau

Abb. 2: Leichtbaudifferenzial mit symmetrisch angeordneten Planetenund Schrägungswinkel beta > 0°

Abb. 3: Leichtbaudifferenzial mitasymmetrisch angeordneten Planetenund Geradverzahnung (beta = 0°)

Page 22: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

struktive Maßnahme verringert. InZusammenarbeit mit der FZGMünchen, auf deren Basisarbeit dasKonzept aufsetzt [2, 3] wurde einneuartiges Verzahnungskonzept mitdem Ziel entwickelt, die Leistungs-dichte der Ausgleichsverzahnungnoch weiter zu erhöhen. Diesgelang durch eine asymmetrischeGestaltung der Verzahnung mitunterschiedlichen radialen Ab-maßen der Sonnen. Der Größen-unterschied wird durch ausgeprägtegegensätzliche Profilverschiebun-gen erzielt. Dadurch ist es möglich,den Zahneingriff zwischen Sonneund Planeten unter dem Verzah-nungskontakt der miteinanderkämmenden Planeten zu platzieren(Abb. 3). Alle Zahnräder weisenweiterhin den gleichen Verzah-nungsmodul auf. Trotz desGrößenunterschieds der Sonnen-räder ist die Anzahl der Zähneidentisch, um eine symmetrischeDrehmomentaufteilung auf diebeiden Sonnenräder zu gewähr-leisten. Die Auslegung der Verzah-nung erfolgt auf Basis der rechne-risch ermittelten Belastungen imKegelraddifferenzial. Die erforder-lichen Kennwerte für den Festig-keitsnachweis des Leichtbaudiffe-renzials wie die Zahnfuß- oder dieFlankenpressung werden dabeiunter der Annahme festgelegt, dasshohe statische Belastungen dieBauteile des Differenzials maßgeb-lich schädigen. Auf Grund erhöh-ter Lastspielzahlen im Verzah-

nungskontakt zwischen Sonne undPlaneten werden die Flanken- alsauch die Zahnfußspannung gegen-über den Belastungen im Kegel-raddifferenzial nochmals reduziert.

Das Ziel des Projekts, ein Differen-zial zu entwickeln, dessen Stützla-gerung auf einer Ebene mit demHauptlager der Abtriebswelle liegt,wurde erreicht. Der asymmetrischeDifferenzialtyp verbleibt sogarvollständig innerhalb der Bauraum-breite des Achsantriebsrads, so dasskeine Kollisionen mit etwaigenGangrädern auftreten können. ImVergleich zum Kegelraddifferenzialergeben sich dabei für die höhereDrehmomentklasse die in Abb. 4

dargestellten Einsparungen. DasGewicht des Kegelraddifferenzials

inklusive des Achsantriebsrads liegtbei etwa 9 kg. Je nach Kundenbe-darf wie höheres Drehmomentoder geringeres Gewicht, sindEinsparungen zwischen 1 und 3 kgGewicht möglich.Abb. 5 zeigt die unterschiedlichenVarianten der Verzahnungen desSchaeffler-Leichtbaudifferenzialsim Vergleich. Es wird deutlich, dassder axiale Bauraum durch die Vari-ante mit asymmetrisch angeordne-ten Planeten nochmals deutlichreduziert werden kann. Die Ver-zahnung wurde hinsichtlich ihrerBreite um 30 % reduziert. Gene-rell bedeutet dies eine zusätzlicheReduktion des axialen Bauraumsvon etwa 17 %. Der neue Differen-zialbauraum eröffnet die Chance,bestehende Seriengetriebe hin-sichtlich ihres Gewichts, des Aus-gangsmoments und der Verlustleis-tung zu optimieren. Aktuell stelltder zusätzliche Bauraumbedarf vonDoppelkupplungen die Konstruk-teure vor neue Herausforderungen.Üblicherweise kollidiert der Bau-raum des Differenzials mit demKupplungsgehäuse. Durch dieschmale Bauform des Schaeffler-Leichtbaudifferenzials wird dieseKollision eliminiert. Weitere An-wendungsfelder ergeben sich ausder Integration von zusätzlichenFunktionen in das Stirnraddifferen-zial. So leitete Schaeffler bereitsEntwicklungen für zuschaltbareHinterachsabtriebe oder auch inte-

22 Leichtbau

Kegelraddifferenzial versusLeichtbaudifferenzial

Abb. 4: Kegelraddifferenzial versus Leichtbaudifferenzial

Abb. 5: Verzahnungen und axialer Bauraum der Schaeffler-Leichtbaudifferenzialeim Vergleich

Page 23: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

grierte Verteilerdifferenziale ein.Standardgetriebe können auf dieseWeise relativ einfach mit zusätzli-chen Funktionen ausgerüstet wer-den, die zu einer effizienterenGestaltung des Antriebsstrangsbeitragen. Zumindest ein Teil desgewonnenen Bauraums kann füreine Optimierung der Lager stellengenutzt werden. Der geringereLagerabstand erweist sich keines-falls als Nachteil. Im Gegenteilwird der thermische Einfluss aufdie Lagerstelle reduziert, da sichdie Wärmeausdehnung des Ge-triebegehäuses entsprechend ge-ringer auf die Lagerstelle auswirkt.Zusätzlich wird der maßgebendeRadialkraftanteil annähernd zu glei-chen Teilen auf die Hauptlagerübertragen. Dieser Sachverhalt er-möglicht eine Reduzierung derVorspannung und einen Austauschder bisher verwendeten Kegelrol-lenlager durch reibungsärmere undeffizientere Kugellager. Auf dieseWeise ist eine Verringerung derReibmomente von bis zu 50 %möglich.

Für das VorentwicklungsprojektLeichtbaudifferenzial wurde beiSchaeffler ein Sechsgang-Schaltge-triebe ausgewählt. Von der Getriebearchitektur her handelt es

sich um ein Drei-Wellen-Getriebein Front- Quer-Bauweise miteinem Eingangsmoment von bis zu350 Nm. Neben vergleichendenLebensdauertests am Getriebe-prüfstand wurde auch das akusti-sche Verhalten des Leichtbaudiffe-renzials gegenüber dem Kegelrad-differenzial im Fahrzeug unter-sucht (Abb. 6). Bewertet wurdeunter anderem das Geräuschniveaudes originalen Achsantriebsradsgegenüber der modifizierten Vari-ante im Leichtbaudifferenzial. Deraktuelle Entwicklungsstand zeigt,dass trotz einer längeren Toleranz-kette und einer größeren Unrund-heit des Achsantriebsrads dasStirnraddifferenzial bis zu 10 dBunter dem Geräuschniveau desvergleichbaren Kegelraddifferen-zials liegt. Dies ist umso überra-schender, da die Bauteilsteifigkeitdes Achsantriebsrads verringertwurde.

Mit dem Schaeffler-Leichtbau-differenzial ist eine Entwicklungvollzogen worden, die bei einem100 Jahre alten Produkt von vielenExperten so nicht erwartet wordenist. Die vorliegenden Erkenntnissezeigen, dass das Stirnraddifferen-zial bereits zum jetzigen Entwick-lungsstand ein hohes Potenzial

gegenüber dem Kegelraddifferen-zial, aber auch verschiedenen Tor-sen-Konzepten, besitzt. Alles inallem kann die Präsenz des Leicht-baudifferenzials am Markt nebenBauraum- und Gewichtsvorteilenauch im Hinblick auf steigendeEnergie- beziehungsweise Roh-stoffpreise und auf Basis einerKostenbetrachtung des Getriebesnur steigen.

[1] Thomans, J. E.: Self-PropelledVehicles, Theo. Audel & Com-pany, New York, 1911[2] Heizenröther, M.: Entwick-lung eines Stirnraddifferenzials mitinnenverzahnung in Blechbau-weise, Abschlussbericht zum For-schungsvorhaben P546 der For-schungsvereinigung Stahlanwen-dung e. V. (FOSta), 2005[3] Höhn, B.-R.; Michaelis, K.;Heizenröther, M.: KompaktesAchsgetriebe für Fahrzeuge mitFrontantrieb und quer einge-bautem Motor, ATZ 1/2006

23Leichtbau

Autoren:Dr. Tomas Smetana

Vorentwicklung Getriebeelemente

Schaeffler TechnologiesGmbH & Co. KG

91074 HerzogenaurachTel. +49 <9132> 82 1029

Thorsten Biermann

Produktentwicklung Differenzialsysteme

Schaeffler TechnologiesGmbH & Co. KG

91074 HerzogenaurachTel. +49 <9132> 82 1039

Abb. 6: Ergebnisse der akustischen Untersuchung der Verzahnung des Antriebsrads imVergleich

Zusammenfassung

Fahrzeugtest

Literaturhinweise

Page 24: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

„Da ich selbst keine Jägerin bin,entspannte ich mich während derabenteuerlichen Jagd meinesMannes durch die vielen Well-nessangebote in Umdende Spa. Nahezu alles wollte ich mir gön-nen: Angefangen von einer Hot-Stone Massage in von Aromaölendurchfluteten, stilvollen Umge-bung, bei meinen Körper undmeine Seele umschmeichelnderMusik, der Maniküre, einerGesichtsbehandlung mit Barbor-und Thalgo-Produkten, die meinHautbild zwischenzeitlich starkverbessert haben, der Pediküre,die mich anschließend wie aufWolken wandeln ließ. Nicht vergessen werde ich auchdie Besuche in der finnischen undtürkischen Sauna, das Geniessendes sprudelnden Jacuzzis, dieSolariumbesuche, die mein Ur-laubsgefühl hochkurbelten, da ichmir zu Hause in München dazukeine Zeit gönne. Ich hatte endlich mal die Chance,meine Batterien aufzuladen und

das half mir, wieder mit meinemstressreichen Alltag, der von Kin-dern und Beruf als Zahntechnike-rin erfüllt ist, harmonischer undgelassener umzugehen.Speziell die Reflexzonentherapieverhalf mir endlich wieder zueinem schmerzfreien Rücken,wodurch ich die Ausflüge die unsUmdende anbot, wie zum Bei-spiel zum “Shaka Land”, um dieKultur der Zulus kennen zu ler-nen, oder in die Geschichte der“Battlefields“ einzutauchen, oderdem Rauschen des IndischenOzeans in der Nähe von Durban

in einer fast dschungelartigenUmgebung zu lauschen.Endlich konnte ich auch auf demnahe gelegenen Golfplatz meinGolfspiel verbessern.Die Verbindung des „wilden Afri-kas“ mit „Luxus“ hat Umdendetreffend zu einem neuen Mottogebracht, nämlich: Wildlife be-gegnet Wellness.Ich habe ein interessantes Landbesucht; der Aufenthalt in einemexklusiven Haus, gekrönt vonbestem Essen und längster Erfah-rung in der Flugwildjagd, wie siekeiner sonst hat - Umdende Life-style-Safaris ist einfach DER Platzfür mich und ich bin sicher, dass ichbald zurückkehren werde… …viel-leicht treffen wir uns dort?“M. Gräfin von Westphalen

Vryheid –Freiheit mitKörper und

Seele erleben!

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Um

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Kontakt:

UMDENDE LIFESTYLE SAFARIS

Büro: +27 34 9816411

Mobile: +27 832255 396

Deutschland: +49 89 641 5151

E-mail: [email protected]

www.umdende.com

Wildlife begegnet Wellness

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Sonderteile-Car

Page 26: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

ROboMObil (ROMO Abb. 1) ver-körpert ein aus der planetarenRovertechnik und der Robotikabgeleitetes 2-sitziges Elektromo-bilitäts-Konzept, charakterisiertdurch das sog. Radroboter-Kon-zept (auch eCorner-Konzept ge-nannt, siehe Abb. 2): Antrieb(per Radnarbenmotor), Lenkung,Dämpfung und Bremse sind injedes der 4 Räder integriert, eineintelligente Zentralsteuerung(Chassis Control) steuert über dassog. inverse Dynamikmodell, wiein der modernen Robotik heutemöglich, die insgesamt 10 Aktua-toren (4 mal Antrieb mit Reku-perationsbremse und Lenkungplus 2 mal elektromechanischeBremse) so an, dass einegewünschte Bewegung des Fahr-zeugs unter Berücksichtigung derUmwelt-Randbedingungen ga-rantiert wird.

Das Elektromobil mit einer Reich-weite von ca. 100 km (aufgrund derAnforderungen individueller Mo-bilität im urbanen Bereich) ist nicht

nur durch die 4 Radroboter charak-terisiert, sondern auch durch einäußerst flexibles 4-Modul-Konzept(Abb. 3):

je ein Vorder- und Hinter-Achs-modul mit zwei „Radrobotern“und dessen Steuer- und Leis-tungselektronikdas Chassis-Modul mit der Zent-ralsteuerung und dem Mensch-Maschine-Interface, insbesondereden Cockpit-Displays, (künftigmit autostereoskopischen Ele-menten für 3D-Visualisierungohne Zusatz-Brille) und einemSidestick (vorzugsweise kraft-reflektierend)das Energiespeicher-Modul imUnter-Boden, das sich ggf. nachdem „Better-Place“ Konzeptrobotisch austauschen lässt.

So lassen sich schnell unterschied-lichste Fahrzeuge konzipieren.Beispielsweise ist dadurch eineVereinheitlichung der Fahrzeug-Varianten (Limousine, Cabrio,Stationswaggon,…) möglich, dadie Karosserie–Varianten unab-hängig vom Antrieb und Speichersind.Konsequenter Einsatz von CFK-Strukturen (das Chassis ist kom-plett aus Kohlefaser) verschaffendem ROboMObil energetischeVorteile, da besonders im urbanenFahrzyklus die Fahrzeugmasseeinen entscheidenden Faktor fürden Energie-Bedarf darstellt.Das ROboMObil soll wahlweise(Abb. 4)

vollautonom (mit optischenTechnologien) fahren

Das ROboMObilFusion von Robotik

und Elektromobilität

26

ROboMObil

Abb. 1: ROMO auf Rollen- und Stempel-Prüfstand (Mitte/rechts)

Abb. 2: Radroboter-Modul (links) und Radnabenmotor (rechts)

Merkmale der Entwicklung

Page 27: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

te Elektroantriebe (d.h. Radnaben-Motoren) und damit Einzelradan-trieb hatten (wenn auch nur 2 achs-individuelle Lenkaktuatoren) sowieSidestick-Steuerung (Abb. 7).Die Einsatz-Szenarien zielenwegen des hohen Grads an Auto-nomie und Beweglichkeit (Krab-bengang seitwärts, auf der Stelledrehen)

auf den sog. Sicherheits- undÜberwachungsbereichauf den Stadtbereich mitflexiblen Car-Sharing-Autos.

Das im letzteren Bereich ange-strebte Szenario kann folgender-maßen skizziert werden:In den Städten befinden sicheMobil-Depots (-Hallen) mitROboMObilen. Auf den telefoni-schen oder internet-basierten„Anruf“ eines Interessenten fährteines der ROboMObile autonom

mit moderater Geschwindigkeit(z.B. 30 km/h) und damit kalkulier-barer Sicherheit zur Adresse desInteressenten. Dieser steigt ein,macht seine Erledigungen, fährtdann wieder nach Hause, stellt dasFahrzeug dort ab und teilt ihm(z.B. per Sprachkommando) mit,dass es jetzt nicht mehr gebrauchtwird und wieder in sein Depotzurückfahren kann. ROboMObilerledigt dies prompt und kündigtseine Rückkehr dem Depot an.

ferngesteuert fahren per Side-stick nach den „Shared Auto-nomy“-Konzepten der Raum-fahrtrobotik (dabei gibt der Fah-rer einen Steuerwunsch „grob“vor, der anschließend in Abhän-gigkeit von der Umgebungserfas-sung umgesetzt wird, sieheunten).durch einen menschlichen Fahrermit Sidestick und wiederum„Shared Autonomy“ gesteuertwerden.

Durch die Einzelradsteuerung kanndas ROboMObil im „Krabben-oder Hundegang“ schräg bis seit-wärts fahren oder auf der Stelledrehen und weist somit eine maxi-male Mobilität und Manövrierbar-keit im Großstadt-Bereich auf(Abb. 5 und Abb. 6).

Das ROboMObil-Konzept beruhtauf den Erfahrungen des DLR-Instituts für Robotik und Mecha-tronik mit der Entwicklung vonMond- und Mars-Rovern. Ein vom

27ROboMObil

DLR mitentwickeltes Engineering-Modell eines Mars-Rovers mitseinen 6 Rädern, Einzelradantrieb

und Einzelradlenkung weist Ähn-lichkeiten zu den Apollo-Mondau-tos auf, die auch ins Rad integrier-

Abb. 3:4-Modulstruktur

Abb. 4: Die ROboMObil-Betriebsarten

Abb. 5:ROboMObil weist extreme Beweglichkeit auf

Page 28: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Sollte es aus irgendeinem Grundnicht in angemessener Zeit zurück-kommen, nutzt der Depotverwalterdie Fernsteuer-Option, um dasFahrzeug „remote“ sicher ins Depotzurückzusteuern.

Erste Fahrversuche zeigten, dass dieSidestick-Steuerung auf den Fahrererstaunlich intuitiv wirkt. Die großeManövrierbarkeit ist leicht lernbar,und bietet in engen Räumen (Mega-Cities oder Lagerhallen) große Vor-teile. Die grundlegenden Steuer-funktionen der elektromechanischenLenkung, elektrohydraulischen Hilfs-bremse und der Antriebsmotorikwurden erfolgreich validiert. DerHochvolt-Akkupack wurde mit demsog. Artemis-Stadtfahr-Zyklus getes-tet im Hinblick auf Verfügbarkeit derLeistung und Validierung der Lade-zustands-Schätzung.

ROMO zeigt, dass Ergebnisseund Konzepte der planetaren

Rovertechnik auch geeignet sindfür besondere Verkehrs- undTransport-Situationen auf derErde, bei denen robotische Fahr-dynamik, Autonomie und höchsteBeweglichkeit gefragt sind.

Die zentrale Botschaft der RObo-MObil-Entwicklung lautet:Robotik und Elektromobilität derZukunft werden untrennbar mitein-ander verbunden sein. Kernelementdes ROboMObil ist das Radrobo-terkonzept: Grobkommandos einesMenschen (per Sidestick) oder einesBahnplaners sollen durch eine intel-ligente, integrierte Fahrwerksrege-lung in die Ansteuerung aller zehnverfügbaren Aktuatoren umgesetztwerden. Dabei soll eine rein kamera-basierte Umwelterfassung die zent-rale Rolle für die Verfeinerung dergenannten Grobkommandos spei-chern, mit der wahlweise sowohlvollautonomes Fahren, Fernsteue-rung mit Teilautonomie oder Steue-rung durch einen Fahrer möglich

28 ROboMObil

sind. Das sog. 4-Modulkonzept inVerbindung mit einer in der Elekt-romobilität bisher nicht bekanntenBeweglichkeit unterstreichen denLevel der Innovation.An der ROboMObil-Entwicklungbeteiligt sind das DLR-Institut fürRobotik und Mechatronik sowie dieFa. RG Mechatronics und die Fa.Robodrive. Über die Begleitung derEntwicklung durch BMW und aner-kannte Fahrwerksspezialisten aus derAutoindustrie wird frühzeitig diePraxisrelevanz sichergestellt.

Schlussfolgerung / Ausblick:

Abb. 6: Einparken auf gegenüberliegender Straßenseite

Abb. 7:Apollo-Mondauto (links) und Marsrover-Konzept (rechts)

G. Hirzinger

J. Brembeck

L.M. Ho

A. Schaub

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Gerd Hirzinger

DLR (Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt e.V.)Institut für Robotik undMechatronik

82234 Wessling Tel.: 08153 28-2401Email: [email protected]

Autoren:

Page 29: Media Mind Automobiltechnolgie 2011
Page 30: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Innovative hochtechnologische Pro-dukte und erfolgreiche Global Play-er der Automobilzuliefererindustriehaben in Mainfranken lange Tradi-tion. Für „Made in Mainfranken“ ste-hen im Weltmarkt führende Unter-nehmen und Marken wie BoschRexroth, FAG, ZF Sachs, SKF,BASF Coatings, Preh, Jopp oder

FTE ebenso wie junge Technolo-gie-Unternehmen. Dank andauern-der Innovationsfähigkeit der Unter-nehmen stieg die Zahl der Beschäf-tigten im mainfränkischen Kompe-tenzfeld Nr. 1 in den letzten Jahrengegen den Bundestrend auf über40.000. Gemessen an dieser Zahl istMainfranken damit Nummer vierunter bundesweit 97 Regionen.Regionale Schwerpunkte liegendabei insbesondere in den Berei-chen Elektromobilität, Präzisions-und Wälzlagertechnologie, Brems-und Kupplungssysteme, Antriebs-und Steuerungstechnik, Hydraulikund Kfz-Bediensysteme.

Zentral gelegen zwischen denStandorten der großen Automo-bilhersteller in Bayern, Baden-Württemberg, Nordrhein-West-falen, Niedersachsen, Sachsen unddem benachbarten Europa istMainfranken zentrale Drehschei-be mit einer leistungsfähigen Ver-kehrsinfrastruktur.Ob Forschung oder Anwendung –die mainfränkischen Hochschulensind Garant für hoch qualifizier-ten Ingenieursnachwuchs in derRegion:

Die Fachhochschule Würzburg-

Schweinfurt bietet ein breitesSpektrum an ingenieurwissen-schaftlichen Studiengängen.Die Universität Würzburg er-gänzt dieses Potenzial mit zu-kunftsorientierten Studiengängenwie Nanostrukturtechnik, Techni-sche Informatik und Technologieder Funktionswerkstoffe.Wichtige außeruniversitäre For-

schungs- und Entwicklungsein-

richtungen sind kompetente Part-ner für Forschungskooperationenund funktionierende Netzwerke.

Mainfranken – eine (e)mobile

Region

30

Mainfranken

Kompetenz in der Oberflächenveredlung(Foto: BASF Coatings GmbH)

Mainfranken - Drehscheibe zwischen den bundesweiten OEM-Standorten

Automotive / Maschinenbau – Kompetenzfeld Nr. 1

Mainfranken gut positioniert

Page 31: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

halb Mainfrankens geknüpft wor-den. Diese Netzwerkaktivitätenerhöhen nicht nur die Forschungs-tätigkeiten im Bereich der Elek-tromobilität in Bayern, sondernverbessern auch die Standortqua-litäten Mainfrankens erheblich.Die kommunalen Akteure werdenbei den ambitionierten Vorhabenmaßgeblich von der regionalenWirtschaft und der Fachhoch-schule Würzburg-Schweinfurtunterstützt. Weiterhin hat sichbereits im Mai 2010 auf Betreibenlokaler Unternehmer der Förder-verein für Elektromobilität in derModellstadt Bad Neustadt an derSaale – M-E-NES e.V. formiert.Mittelständische Unternehmenengagieren sich hier genauso wieGlobal Player und Vertreter dermainfränkischen Hochschulen.Mehr über die Modellstadt Elek-tromobilität finden Sie im unterwww.m-e-nes.de.

Elektromobilität ernannt wurde. DasModellstadtlabel beinhaltet dieZusage, ein Technologietransfer-zentrum für Elektromobilität auf-zubauen. Angegliedert an dieFachhochschule Würzburg-Schweinfurt wird das TTZ-EMOdas Thema Elektromobilität wis-senschaftlich begleiten und diegeplanten Schwerpunkte derModellstadt im Bereich SMARTGRID unterstützen. Die Opti-mierung von Ladetechnologiensowie der Einsatz von intelligen-ten Energiemanagementsystemenstehen dabei im Vordergrund.Langfristige Ziele sollen dabei die

Nutzung elektrischer Fahrzeugeals innovative Stromspitzenpufferund die Erzeugung von regenera-tiven Energiequellen für denBetrieb der Fahrzeuge sein.Die SMART GRID-Orientie-rung in Mainfranken bietet erst-malig die Möglichkeit, Elektromo-bilität für Pendler im ländlichenRaum darzustellen. An diesemPunkt wird das Technologietrans-ferzentrum für Elektromobilitäteinen wichtigen regionalen undüberregionalen Knotenpunkt fürindustrielle und wissenschaftlicheForschung und Entwicklung bil-den. Bereits zum jetzigen Zeit-punkt sind Verbindungen mitHochschulen, Forschungseinrich-tungen und Unternehmen außer-

Elektromobilität ist eines der bedeu-tenden industriellen Zukunftsthe-men und Mainfranken weiß sich hierentsprechend zu positionieren. Nam-hafte Hersteller und Entwickler un-terhalten in der Region bedeutendeStandorte. Entsprechend der regionalen Band-breite verwundert es daher nicht,dass die mainfränkische Stadt Bad

Neustadt an der Saale im Juli2010 vom Bayerischen Staat zurersten Bayerischen Modellstadt für

31Mainfranken

Autor:

Region Mainfranken GmbH

Ludwigstraße 10 1/2

97070 WürzburgTel.: 0931-452 652-0Fax: 0931-452 652-20E-mail: [email protected]: www.mainfranken.org

Sebastian KühlProjektmanager

Modellstadt Elektromobilitätfür Mainfranken

Verbindung von Sportlichkeit und Nachhaltigkeit - der Tazzari Zero der Smiles AG(Foto: Smiles AG)

Bordnetze für die Automobilindustrie(Foto: LEONI AG)

Weltweit führend in Sachen Automotive –BMW-Steptronic aus dem Hause Jopp(Foto: Jopp GmbH)

Page 32: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Für die Mobilität von Morgen ist die aus regenerativen Energiequellen gespeiste Elektromobilität eineunverzichtbare Option. Die heute verfügbaren Elektrofahrzeuge sind ein erster Schritt in diese Richtung.Die Maxime größer, schneller, schwerer ist überholt.Wir stehen am Beginn einer Revolution, doch die hältfür Forschung, Entwicklung und Produktion noch ganz erhebliche Herausforderungen bereit.

Die aktuelle Generation von Fahr-zeugen mit Verbrennungsmotorenverfügt über hohe Reichweite, hoheLeistung – und hohes Gewicht.Hybridfahrzeuge sind aufgrundihres großen Batterieblocks und deszusätzlichen Elektromotors meistsogar noch schwerer als ihre benzin-bzw. dieselbetriebenen Pendants.Dem stehen bisher Elektrofahrzeu-ge gegenüber, die zwar extremleicht gebaut sind, aber weder dengewohnten Komfort noch dasgleiche Sicherheitsniveau bieten.Knackpunkte der Elektromobilitätsind die im Vergleich zu Benzingeringere Speicherdichte elektri-scher Energiespeicher und ihr hoherPreis. Durch Massenproduktion undProduktivitätsverbesserungen lassensich diese Kosten zwar senken, dochbrauchen wir überhaupt mehr als200 km/h Höchstgeschwindigkeitund Reichweiten über 600 km?Sowohl im urbanen als auch imländlichen Raum liegen die typi-schen täglichen Streckenlängen beiknapp 40 km. Die Durchschnittsge-schwindigkeit beträgt im urbanenRaum circa 25 km/h. Diese Anforde-rungen werden von kompaktenElektrofahrzeugen mit einer Reich-weite von etwa 100 km und einerSpitzengeschwindigkeit von bis zu120 km/h ideal erfüllt. Mit einemsolchen Konzept ist ein Gesamt-

fahrzeuggewicht von knapp 500 kgerreichbar, circa 100 kg davon wiegtdie Batterie. Ein solches Fahrzeugkann der Kunde in der Zulassungs-klasse L7E (Fahrzeugleergewichtohne Energiespeicher < 400 kg)anmelden und damit bei Steuer undVersicherung einen erheblichen Kos-tenvorteil erzielen. An der Technischen UniversitätMünchen entwickeln 20 Lehrstühledes Wissenschaftszentrums Elektro-mobilität (WZE) ein gezielt auf die-se Anforderungen zugeschnittenesFahrzeug. Das Ziel des ProjektsMUTE ist ein Elektrofahrzeug, des-sen Gesamtkosten (TCO) gleich

oder niedriger sind als die einesvergleichbaren Benzinmodells. Dieäußere Form soll dem zukunftswei-senden Fahrzeugkonzept gerechtwerden, aerodynamisch, ästhetischund trotzdem bequem. Und unterder Außenhaut lösen innovativerLeichtbau und moderne Assistenz-systeme die Forderungen nachniedrigem Gewicht und hoherSicherheit.

Die beiden schwersten Komponen-ten eines Elektrofahrzeugs sind Bat-terie und Rahmen. Doch die Wis-senschaftler des MUTE-Projekts

Elektromobilitätauf der

Überholspur

Elektromobilität

Konsequenter Leichtbau

32

Abb 1: An der TU München entwickeln 20 Lehrstühle des Wissenschaftszentrums Elektro-mobilität (WZE) ein gezielt auf die Anforderungen regionaler Mobilität zugeschnittenesElektrofahrzeug, dessen Gesamtkosten (TCO) gleich oder niedriger sein sollen als die einesvergleichbaren Benzinmodells, Bild:Wotan Wilden

Page 33: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

zeugbauteil, das nach diesem Ver-fahren bereits in Serie gefertigtwird, ist der Stoßfängerträger desBMW M6. Der großflächige Ersatz von Metall-durch Faserverbundbauteile scheitertjedoch noch immer an den teilweisedeutlich höheren Herstellungskos-ten. Auch die erforderlichen Takt-zeiten für sehr große Stückzahlen,wie sie für die Massenproduktionerforderlich wären, werden derzeitkaum erreicht. Hier sind in dennächsten Jahren noch erheblicheForschungsanstrengungen zu leis-ten. Das Ziel ist eine vollautomati-sche Produktionskette, die auchgrößere Bauteile mit Taktzeiten vonweniger als zwei Minuten herstellenkann. Weitere wichtige Forschungs-themen sind verschnittarme odersogar verschnittfreie Fertigung, Hand-ling von Halbzeugen und Prefor-men, Funktionsintegration, Struk-tur-, Crash- und Fertigungssimula-tion sowie das Recycling von Fasern,Harz und Bauteilen.

Bisher wurde für Fahrzeuge derZulassungsklasse L7E kein Fron-talcrash-System gefordert. Umdem leichten Fahrzeug eine hohepassive Sicherheit zu geben, solldas im Rahmen des MUTE-Pro-jekts entstehende Elektrofahrzeugmit Crashboxen aus Faserver-bundwerkstoffen ausgerüstet wer-den. Sie vereinen geringes Ge-wicht mit hohem Energieabsorp-tionsvermögen. Bei einem Unfallwird das Crashrohr von vornbeginnend zermahlen und es ver-bleiben nur Faserreste und Staub.Während Stahl- und Aluminium-bauteile zwischen 15 und 25 kJ/kgaufnehmen können, schaffenFaserverbundwerkstoffe so bis zu70 bis 100 kJ/kg.Eine besondere Herausforderungist auch die sichere Integration derschweren Batterien. Die hierbeivorhandenen hohen, konzentrier-ten Massen bergen im Crashfallein erhebliches Gefahrenpotenzial.

dadurch spürbar Gewicht einsparen.Durch eine belastungsgerechteOrientierung von Faserwinkeln derLaminat-Einzelschichten können dieKonstrukteure zudem gezielt Ein-fluss auf die Torsions- bzw. Biege-steifigkeit des Bauteils nehmen. Der Lehrstuhl für Carbon Compo-sites der TU München (LCC) ent-wickelt derzeit mehrere neue Her-

stellungstechnologien für Faserver-bundbauteile, die diese Forderungenerfüllen. Eines davon ist die Um-flechttechnik zur Herstellung vonFaserverbundhohlbauteilen. Dabeiwird ein formgebender Kern durchden Mittelpunkt einer Flechtmaschi-ne geführt, die mit Verstärkungs-fasern, beispielsweise Kohlenstofffa-sern, besetzt ist. Der entstehendeFlechtschlauch legt sich eng auf demKern ab. Die Matrix wird im nach-folgenden Injektionsschritt einge-bracht und ausgehärtet. Ein Fahr-

33Elektromobilität

schauen auch ins Detail: So ent-wickelten die Lehrstühle für Pro-duktentwicklung, für Hochspan-nungs- und Anlagentechnik sowiefür Umformtechnik und Gießerei-wesen die notwendigen Kompo-nenten für ein Hochvolt-Bordnetzaus Aluminium. Dieses ist nicht nurleichter als das normalerweise einge-setzte Kupfer sondern auch nochbilliger. Absolut gesehen weist der Rah-men das größte Masseeinsparpo-tenzial auf. Da die das Potenzial zurGewichtsoptimierung bei her-kömmlichen Materialien des Auto-mobilbaus weitgehend ausgereiztist, setzen die Forscher desMUTE-Projekts auf eine Kombi-nation aus Leichtmetall und faser-verstärkten Kunststoffen. Die hier-zu notwendigen umfangreichenSimulationen zur computerge-stützten Designoptimierung führteder Lehrstuhl für Leichtbau derTU München durch.Bei der strukturmechanischen Aus-legung griffen die Wissenschaftlerzunächst auf Standardprofile ausAluminium zurück. Lokale Steifig-keitsdefizite der tragenden Rahmen-struktur werden durch eine Verstär-kung einzelner Komponenten aus-geglichen. Faserverbundwerkstoffe(FVW) können auch in Bereichender tragenden Struktur eingesetztwerden. Gerade bei großflächigenebenen oder leicht gekrümmtenBauteilen der Karosserie, also imDach- oder Bodenbereich lässt sich

Kein Kompromissbei der Sicherheit

Abb. 3: Mit der Umflechttechnik werdenbereits erste leichte und extrem stabileFaserverbundhohlbauteile in Serie herge-stellt. Der entstehende Flechtschlauchlegt sich eng auf dem Kern ab. Die Matrixwird im nachfolgenden Injektionsschritteingebracht und ausgehärtet.Bild: Felix Fröhlich, TUM

Abb. 2: Ein möglichst geringes Gewicht ist ein entscheidendes Optimierungsziel beim Bauvon Elektrofahrzeugen. Die Forscher des MUTE-Projekts setzen auf eine Kombination ausLeichtmetall und faserverstärkten Kunststoffen. Bild: Stephan Matz, TUM

Page 34: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Daher muss sichergestellt werden,dass sie nicht aus ihrer Aufhän-gung am Rahmen gerissen wer-den. Hierzu entwickelt der Lehr-stuhl für Leichtbau Aufhängungs-und Anbindungskonzepte inHybridleichtbauweise weiter, diesowohl leicht als auch robust sind.Diese Bedingungen erfüllen La-minate, die abwechselnd aus faser-verstärktem Kunststoff und Me-tallschichten aufgebaut werden.Aufgrund ihrer im Vergleich zurein metallischen Werkstoffengeringen Dichte sind sie fürLasteinleitungsstellen ideal ge-eignet. Ein weiteres Sicherheitselementdes MUTE-Projekts ist die opti-male Unterstützung des Fahrersdurch Assistenzsysteme. An denLehrstühlen für Fahrzeugtechnikund für Ergonomie laufen derzeit

mehrere Forschungsprojekte zudiesen Fragestellungen.Neben der Geschwindigkeit istdas wichtigste Anzeigeinstrumenteines Elektromobils eine intelli-gente Reichweiten- und Ver-brauchsschätzung. Der Schlüsselzu einer maximalen Reichweite istein zu verbrauchsreduziertemFahren motivierendes Interface.Neben dem aktuellen Verbrauchzeigt es die daraus resultierendeReichweite und vermittelt idealerWeise auch Vorschläge zu einemoptimierten Fahrverhalten. Durchdie Verwendung von Displaysanstelle von statischen, analogenInstrumenten, ist es möglich demFahrer nur kontextrelevante In-formationen darzustellen. Die In-formationsflut wird damit deutlichverringert und die Sicherheiterhöht.

Das Ziel der ergonomischen Innen-raumgestaltung ist ein Fahrzeug,dessen Insassen bequem sitzen undsicher fahren können, außerdem solldas ganze auch ansprechend ausse-hen. Fahrerinnen und Fahrer unter-schiedlichster Größe müssen alleBedienelemente bequem erreichenund die Umgebung des Fahrzeugsoptimal sehen können. Je nach Aus-legungskonzept wird einer der inAbb. 6 dargestellten Körperpunkte

des Menschmodells RAMSIS aneiner definierten Position im Fahr-zeug angenommen, für die anderenKörperpunkte ergeben sich dann aufGrund der unterschiedlichen Anth-ropometrie Felder in denen diesezum liegen kommen. In konventio-nellen Fahrzeugen ist die Pedalerienicht verstellbar. Daher nutzen fastalle Auslegungskonzepte ein Fers-punkt-Fix-Modell. Trotz Verstell-möglichkeiten für Lenkrad undFahrzeugsitz gibt es bei einer derar-tigen Auslegung einen sehr großenBereich, in dem die Augen derInsassen zum Liegen kommen kön-nen. Eine komfortable Sicht istdamit nur für einen Teil der poten-ziellen Fahrer und Fahrerinnen ein-stellbar.Bei Fahrten im urbanen Raum istjedoch eine gute Sicht auf das Ver-kehrsgeschehen wichtig. Aus diesemGrund entschieden sich die Wis-

34 Elektromobilität

Neue Freiheiten beider Innenraumgestaltung

Abb. 4: Damit der schwere Batterieblock im Crash-Fall nicht zur Gefahr wird, ist seine sichereVerankerung eine wichtige Herausforderung für die Konstrukteure. Beim MUTE liegt er tief imFahrzeug zwischen Sitzen und Hinterachse. Bild: Stephan Matz, TUM

Abb. 5: Schon in der Konstruktionsphase des MUTE-Projekts wurden mit Hilfe vonRAMSISkognitiv, des am Lehrstuhl für Ergonomie entwickelten Menschmodells,Sicht auf den umgebenden Verkehr, Mindestschriftgröße der Instrumente und vieleandere sicherheitsrelevante Auslegungsfaktoren identifiziert und berücksichtigt.Bild: Andreas Battenberg, TUM

Abb. 6: Wichtige Körperpunkte für dieanthropometrische Innenraumauslegung –konventionelle Fahrzeugkonzepte nutzenin der Regel ein Ferspunkt-Fix-Modell. DasMUTE-Projekt baut bei der Gestaltung desInnenraums auf dem bessere Sicht ver-sprechenden Augpunkt-Fix-Modell auf.Bild: Lehrstuhl für Ergonomie,TUM

Page 35: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

senschaftler des MUTE-Projektsfür ein Augpunkt-Fix Konzept beider Fahrzeuginnenraumauslegung.Die Besonderheit bei dieser Ausle-gungsmethode liegt darin, dass nundie Pedalerie verstellbar gestaltetwird, der Fahrzeugsitz hingegenmuss nur noch höhenverstellbarsein. Sowohl kleine als auch großeMenschen finden so in einer kom-fortablen Haltung im FahrzeugPlatz. Bedienelemente für sekundäreund tertiäre Aufgaben (Radio-Kli-ma-Navi) müssen bei einem Aug-punkt-Fix Konzept sinnvoller Weiseebenfalls verstellbar sein. Die For-scher wollen diese Funktionen beiMUTE auf einem zentralen Touch-Display zusammenfassen.Natürlich muss dabei auch sicherge-stellt werden, dass das Display guterreicht und abgelesen werden kann.Im Falle des Augpunkt-Fix Kon-zepts stellt die 5% Frau die Perso-nentypologie geringster Armreich-weite dar, daher wird das Touch-Display im Bereich des sich erge-benden Greifradius positioniert. MitHilfe von RAMSISkognitiv lassensich nun Verdeckungen simulierenwelche zum Beispiel vom Lenkraderzeugt werden könnten, darüberhinaus können auch schon in dervirtuellen Produktgestaltungen mög-liche Reflexionsquellen identifiziertwerden und deren Einfluss auf einegünstige Positionierung von Dis-

plays berücksichtigt werden. Er-gänzend lässt sich mit Hilfe vonRAMSISkognitiv die Mindestschrift-größe darstellen bei der eine opti-male Ablesbarkeit des Displays indieser Entfernung sichergestelltwerden kann.

Das Augpunkt-Fix-Konzept öffnetden Weg zu völlig neuen Gestal-tungsvarianten für den Fahrerar-beitsplatz. Beim Elektromobil liegtes nahe, auf die Pedalerie komplettzu verzichten und sowohl das Len-ken als auch das Bremsen undBeschleunigen allein über ein aktivesSteer-by-Wire-Stellteil vorzuneh-men. Das Stellteil würde dann eineAktuatorik besitzen, die ein vieldirekteres Fahrgefühl vermittelt. Ausdem Verzicht auf die Pedalerie erge-ben sich auch anthropometrischeVorteile, da Konzepte wie Aug-punkt-Fix ohne aufwändige Pedal-verstellungen auskommen würden.Der Fahrer würde damit auch ausder Zwangshaltung (Treten desPedals) gelöst werden, die Bein undRückenmuskulatur würde wenigerbeansprucht.Die Kopplung des aktiven Stellteilsmit Assistenzsystemen gäbe demFahrer eine haptische Rückmeldung,die von seinem Gehirn sehr vielschneller verarbeitet würde als opti-

sche oder akustische Signale. EinAlarm wegen zu dichtem Auffahrenauf den Vordermann würde nicht zueinem Warnlicht oder –ton führensondern zu einer Positionsverände-rung am Stellteil oder einem wach-senden Gegendruck. Leider lässtdie aktuelle Gesetzeslage solchedie Steer-by-Wire-Technologie imStraßenverkehr derzeit noch nichtzu. Sowohl bei Lenkrad, als auch beider Bremse muss eine mechanischeRückfallebene vorhanden sein.

Wenn es draußen kalt ist, liegt derWärmebedarf eines herkömmlichenFahrzeugs bei bis zu 10 kW und istdamit ähnlich hoch wie der einesEinfamilienhauses. Durch Metho-den, die aus der Passivhaustechnolo-gie stammen, können die Forscherden Bedarf bereits um über 50%senken. Eine erhebliche Reichwei-tensteigerung, wenn die Energie zurErzeugung der Wärme vom Akku-mulator geliefert werden muss. Esgibt aber noch andere Möglichkei-ten: Effizient ist es, die Klimaanlagegleichzeitig als Wärmepumpe zunutzen oder die Abwärme der Elekt-ronikkomponenten in die Wärme-bilanz einzubeziehen. BisherigeFahrzeuge wärmen große Luftmen-gen an, um Behaglichkeit im Innen-raum zu erzeugen. Eine sparsameHeizung würde den Sitz direktbeheizen, Hände und Gesichtjedoch mit Strahlungswärme ausFlächenstrahlern. Untersuchungendes Lehrstuhls für Ergonomie zei-gen, dass diese Strahlungswärmesogar als angenehmer empfunden

35Elektromobilität

Abb. 7: Neben klassischen Sicherheitselementen wie Airbags setzt das MUTE-Konzept aufdie optimale Unterstützung des Fahrers durch Assistenzsysteme. Ein Display, ähnlich demiPad dient als zentrales Informationselement. Es wird in Zukunft auch die Verbindung zuServer-basierten Mehrwertdiensten herstellen.Bild:Wotan Wilden, TUM

Abb. 8: Eine mit Bioethanol betriebeneHeizung (graues Aggregat in der Bild-mitte) wärmt den Innenraum und schontdie Batterien.Bild: Stefan Matz, TUM

Der Fahrerarbeitsplatzder Zukunft

Behagliches Innenraumklima

Page 36: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

wird als die bisherigen Systeme.Eine CO2-neutrale Beheizung ha-ben die Mitarbeiter des Lehrstuhlsfür Thermodynamik ausgetüftelt:Sie erzeugt die Wärme durch dieVerbrennung von Bioethanol. Auchdie von den Wissenschaftlern desFachgebiets für Energiewandlungs-technik optimierte Leistungselektro-nik und die vom Lehrstuhl für Ener-giespeichertechnik weiter entwickel-te Ladesteuerung der Akkus wird indas Thermomanagementkonzept desMUTE mit einbezogen.

Im Unterschied zu herkömmli-chen Fahrzeugen hat das Elektro-mobil die Chance, durch Reku-peration die für Beschleunigungund Höhengewinn aufgewandteEnergie teilweise wieder zurückzu gewinnen. Das zentrale Ele-

ment hierfür ist der Elektromotor,beim MUTE assistiert durch einaktives Torque vectoring-Differenzial.Dieses besitzt einen zusätzlichenkleinen Elektromotor, der die An-triebs- oder Bremskräfte in Kurvenoptimal verteilt. Diese Entwicklungdes Lehrstuhls für Maschinen-elemente verbessert sowohl dieAusbeute bei der Rekuperation alsauch die Fahrsicherheit. Elektromo-tor und Torque vectoring verleihendem leichten Fahrzeug ein agiles,sportliches Handling. Auch der Luftwiderstand hat einehohe Bedeutung für den Verbrauchund damit für die erzielbare Reich-weite. Eine kleine Stirnfläche undeine aerodynamische Form sinddaher wesentliche Einflussfaktorenfür die Gestaltung der Karosserie.Der optimalen Gestaltung einesextrem flachen und schmalen Fahr-zeugs setzt jedoch die Alltagstaug-lichkeit Grenzen. Die Unterkanteder Türen beispielsweise musshöher sein, als ein normaler Bord-stein. Der Ein- und Ausstieg solltebequem sein, und die Passagierewollen nebeneinander sitzen, umsich besser unterhalten zu können.In vielen Optimierungsrundenhaben beim MUTE-Projekt dieLehrstühle für Aerodynamik, fürErgonomie, für Industriedesignund für Fahrzeugtechnik ein Desi-gnkonzept erarbeitet, das denumfangreichen Anforderungskata-

log der Marketing-Fachleute ex-zellent erfüllt.

2020 sollen, so plant die Bundesre-gierung, mehr als eine Million Elek-trofahrzeuge auf DeutschlandsStraßen fahren – bisher sind esgerade einmal ca. 2000. Der auf derIAA (Halle 4, Stand Bayern Inno-vativ) von der Technischen Univer-sität München gezeigte MUTE-

Prototyp weist den Weg: Konse-quenter Leichtbau, hohes Sicher-heitsniveau, angemessener Komfortund ansprechendes Design. Bis zueiner kostengünstigen Massenpro-duktion sind jedoch noch enormeForschungs- und Entwicklungslei-stungen zu erbringen.

36 Elektromobilität

Autor:

Technische Universität MünchenCorporate Communications CenterCampus Garching

Boltzmannstr. 1785748 GarchingTel.: 089 289 10510Fax: 089 289 10512E-Mail: [email protected]

Internetadresse des MUTE-Projekts:www.mute-automobile.de

Dr. Andreas

Battenberg

Abb. 9: Zwei Personen bietet das MUTE-Konzept viel Platz und einen angemessenenKomfort. Bild:Wotan Wilden, TUM

Abb. 10: Beim MUTE verteilt ein aktivesTorque vectoring-Differenzial die beiAntrieb und elektrischem Bremsen auf-tretenden Kräfte auch in Kurven optimal.Das verbessert sowohl die Ausbeute beider Rekuperation als auch die Fahrsicher-heit.Bild: Stephan Matz, TUM

Abb. 11: Eine kleine Stirnfläche und eineflache Form wären aerodynamisch ideal,sind aber nicht bequem. In vielen Opti-mierungsrunden haben die Mitarbeiterdes MUTE-Projekts ein Designkonzepterarbeitet, das schön, energieeffizient undbequem ist.Bild:Wotan Wilden, TUM

Aerodynamik und Design

MUTE – der erste Schrittin die Zukunft

Page 37: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

MagazinreiheZukunftstechnologien in Bayern

Volkartstr. 77 · 80636 München · Tel.: +49 (0) 89-23 55 57-3 · Fax: +49 (0) 89-23 55 57-47E-mail: [email protected]

Page 38: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Schon seit Jahren ist die IAV miteinem großen Team in der bayeri-schen Hauptstadt präsent – derStandort ist nach dem Hauptsitz inBerlin und den Niederlassungen inGifhorn und Chemnitz das mitAbstand größte Büro des Automo-bil-Entwicklungsdienstleisters. DieMünchner Mannschaft ist nicht nurgroß, sondern auch breit aufge-stellt: Experten für Motorenent-wicklung, Elektrifizierung undInfotainment arbeiten gemeinsammit Spezialisten für den Karosse-riebau, Interieur und Exterieursowie Fahrzeugelektronik.„Wir verfügen hier über eine ähn-liche Infrastruktur wie ein IAV-Hauptstandort“, so Steffen Lintz,Leiter des Kompetenzzentrums inMünchen. „Hier gibt es Ansprech-partner und Teams für fast jedesThema.“ Geht es nach Lintz, wirdder süddeutsche Standort inZukunft noch weiter ausgebaut:Lag der Schwerpunkt der Arbeitbisher im Bereich der Antriebe,sollen in den kommenden Jahrenauch die anderen Bereiche weiterverstärkt werden.Soviel Kompetenz können Lintzund seine Kollegen derzeit auchgut gebrauchen – gilt es doch,gemeinsam mit der TU Münchenund neun Partnern aus der Auto-mobilindustrie ein seriennahes

Elektrofahrzeug zu konstruieren,das kostengünstig und leistungs-fähig zugleich ist: Im Rahmen desProjektes „MUTE“ wollen Profes-soren, Studenten und Profis ausder Industrie einen Prototypenentwickeln, der später in Seriegehen könnte. Das Einsatzgebietvon MUTE soll sich dabei auf denurbanen Raum beschränken.

„Als industrieller Partner wollenwir einerseits sicherstellen, dasssich die Ergebnisse später auch füreine Serienproduktion umsetzenlassen“, sagt Lintz. „Andererseitshaben wir aber auch konkrete Ent-

wicklungsaufgaben übernommen –beispielsweise verantwortet derneue Bereich VB mit MartinWhitcombe als Projektleiter dieKonstruktion und Berechnung desRahmens.“ Er wird in Aluminium-Leichtbauweise realisiert und vorOrt in der Werkstatt des Münch-ner Kompetenzzentrums aufge-baut.Im neuen IAV-Entwicklungsbe-reich VB (Vehicle Body andSafety) wurden die Themen Exte-rieurentwicklung und Fahrzeug-sicherheit gebündelt. So kann dieIAV von der ModulentwicklungExterieur bis hin zur Validierungim Realfahrzeugcrash alles aus

Geballte Kompetenzin Bayerns

Metropole

38

Entw

icklung

250 Experten arbeiten im Münchener Büro des Automobil-Entwicklungsdienstleisters IAV.Gemeinsam mit der Technischen Universität München und neun weiteren Partnern aus der Auto-mobilindustrie haben sie den Prototypen eines extrem leichten und kostengünstigen Elektrofahr-zeugs entwickelt: „MUTE“ soll seinen Besitzer nicht mehr kosten als ein heutiger Kleinwagen –bezogen auf die Total Cost of Ownership (TCO) – und auf der kommenden IAA vorgestellt werden.

IAV entwickelt und fertigt den Alu-Space-Frame des Leichtbau Elektrofahrzeugs MUTEder TU-München

Elektro-Know-howder IAV gefragt

Page 39: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Lehrstuhl noch nie ein solchesFahrzeugprojekt alleine bewältigt“,berichtet Matz. „Hier profitierenwir ganz besonders von der Zusam-menarbeit mit der IAV, etwa vonihrer Erfahrung im Bereich desAluminium-Rahmenbaus.“Der gesamte Antriebsstrang vonMUTE hat ein Gewicht von unge-fähr 35 Kilogramm, und eine vonder TUM entwickelte Asynchron-maschine wird die elektrische Ener-gie über weite Betriebsbereiche mitgutem Wirkungsgrad zum Antriebnutzen. Seit Mitte 2010 arbeiten TUM,IAV und neun weitere Partner ausder Industrie an MUTE, und zurkommenden IAA soll der fahrtüch-tige Prototyp fertig sein. „UnserZeitplan ist extrem straff, und wirhaben praktisch keine Reserven“, soMatz. „Aber dank der gutenZusammenarbeit aller Partner sindwir noch im Plan, und ich bin sicher,dass das Auto pünktlich zur Messefertig sein wird.“

so möglich auch größeren Reich-weitenbedarf abzufangen. Studienhaben aber ergeben, dass in mehrals 90 Prozent der Fahrten einesStadtautos der Lithium-IonenAkku ausreicht“, erklärt StephanMatz, vom Lehrstuhl für Fahrzeug-technik und Konstruktionsleiter fürdas Package von MUTE. „Bei derAuslegung haben wir uns auch aufeine Umfrage unter 400 Personengestützt, aus der wir typische Ein-satzszenarien des Fahrzeugs abge-leitet haben.“ MUTE soll nachdem Willen seiner Entwickler alsStadtauto, zum Pendeln zwischenStadt und Speckgürtel sowie alsZweitauto zum Einkaufen einge-setzt werden.

Um eine möglichst hohe Reichwei-te zu garantieren, lassen die Ingeni-eure alles weg, was der Kunde nichtwirklich braucht – so wird das Fahr-zeug nur zwei Sitzplätze und einenbegrenzten Laderaum haben. EineLeichtbau-Karosserie soll dafür sor-gen, dass das Gewicht des Fahr-zeugs (ohne Batterie) nicht über400 Kilogramm steigt. Im Prototypkommt zu diesem Zweck einAluminium-Rahmen mit CFK-Beplankungsteilen zum Einsatz, inder Serie soll das gleiche Gewichtdurch eine Kombination von Alu-miniumblechen und Kunststoff er-reicht werden. „Wir haben am

39Entwicklung

einer Hand anbieten. Außerdemunterstützen IAV-Experten mitihrem Know-how im Bereich derElektromobilität das Entwickler-Team der TUM. Dabei geht esinsbesondere um die elektroma-gnetische Verträglichkeit (EMV)und die Sicherheit des Hochvolt-Bordnetzes.

„MUTE hat einen extrem hohentechnischen Anspruch“, berichtetLintz. „Alle beteiligten Institutehaben Innovationen entwickelt, sodass sich praktisch in jedem Bereichdes Fahrzeugs Neuerungen finden.“Als Beispiele nennt er die extremleichten Crash-Boxen aus Kohlefaser-Verbundmaterial (CFK) undden ungewöhnlichen Range-Exten-der: Er besteht nicht aus einem klei-nen Verbrennungsmotor, sondernaus einer Zink-Luft-Batterie, diesich nur ein einziges Mal laden lässtund eine Reichweite von ungefähr100 Kilometern garantieren soll.

Diese Lösung ist günstiger als einVerbrennungsmotor, außerdemdürfte die Extra-Reichweite nur sel-ten gefragt sein: „Wir wollen ganzbewusst ein Fahrzeug entwickeln,das für den Stadtverkehr gedachtist und auf eine Reichweite von100 Kilometern ausgelegt ist. Durchden zusätzlichen elektrischen RangeExtender, der nur in Ausnahmefäl-len zum Einsatz kommen soll, ist es

Mehrfachgebogene Rundrohre treffen, wie hier an der B-Säule, auf komplexe Leicht-baustrukturen

Präzision im Rahmenbau, ob mit Laser-technik,oder wie hier, ganz konventionell

Kontakt:

Diana ReuterPressereferentin / Marketing (Z-M)Public Relations / Marketing

IAV GmbH Carnotstrasse 110587 BerlinTel.: +49 30 39978-9689Fax: +49 30 39978-9444E-Mail: [email protected]

Innovationen in jeder Eckedes Fahrzeugs

Geringes Gewichtdurch Leichtbau

Page 40: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

energieverbrauch für Licht, Schei-benwischer, Bremsen, Lenkenund der Verbrauch für den Kom-fort Heizen, Sitzheizung, Schei-benenteisung und der Klimatisie-rung zur Gänze aus der Batteriezu decken ist. Das verringert dieReichweite oder den Nutzungs-grad des Gerätes zusätzlich.Aus diesem Umstand begründetsich die Notwendigkeit eines Ran-ge Extender Moduls, um währendder Fahrt und in Parkposition dieBatterien nachzuladen. Damit wer-den die nötigen Reserven geschaf-fen, um sicher ans Ziel zu kommenbzw. das Arbeitsgerät den ganzenTag betreiben zu können.

Das politisch gewollte Ziel von1Mio. Elektrofahrzeugen bis 2020kann nur erreicht werden, wennbezahlbare Fahrzeugkonzepte an-geboten werden.Wegen der sehr begrenztenReichweite sind Fahrzeuge mitausreichend hoher Batteriekapa-zität notwendig.Die Batterien kosten aber nochsehr viel ca. 1.000 €/kWh, sodassfür die Batterien mind. 20.000 €

zu investieren sind. Das könntezur Kaufzurückhaltung führen.Kleinere Batterien liefern nichtgenügend Reichweite, sodass derneue Begriff der „Reichweiten-angst“ durchaus seine Berechti-gung findet.Diesen Zielkonflikt löst ein RangeExtender System.Zum einen kann die Batteriekapa-zität deutlich reduziert werden,was zu Kosten- und Gewicht-seinsparungen führt. Zum ande-ren verhindert der Range Exten-der das Liegenbleiben des Fahr-zeuges.Es darf auch nicht vergessen wer-den, dass der gesamte Standard-

HATZ hat auf Basis der soge-nannten 2 in 1 Technologie eineLadeeinrichtung entwickelt (APU),die sich als Range Extenderbestens eignet. Dabei wird einPM-Generator sehr kompakt undplatzsparend weitgehend inner-halb der Motorkontur einesHATZ-Serienmotors appliziert.Der Motor, mit integriertem PM-Generator ist nur um 30 mm län-ger oder höher als der Serienmo-tor ohne Generator. Ein beson-ders niedriges Einbaumaß ergibtsich, falls ein Motor mit vertikalerKurbelwelle verwendet wird. Da ein luftgekühlter Motor füreinen Fahrzeugbetrieb nicht gutgeeignet ist, wurde das Kühlsy-stem von Lüftkühlung auf Flüssig-keitskühlung (Ölkühlung) umge-stellt.Die äußerst kleine und kompakteLadeeinrichtung (APU) eignetsich für den Einbau in kleinsteMotorräume. Die max. Ladeleistung beträgt fürdieses Konzept 6,8 kW.Mit weiteren Motortypen und derentsprechenden Anpassentwick-

Der Range Extenderals Schrittmacher für dieElektrifizierung von

On und Off Road Fahrzeugenund mobilen Maschinen.

40

Ra

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xte

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Das Thema Elektrofahrzeuge ist aktueller denn je und stark in der Diskussion. Diese Fahrzeuge

haben jedoch eine sehr begrenzte Reichweite. Es sind Systeme in der Vorbereitung und Entwick-

lung um die Reichweite zu verlängern, indem die Batterien durch ein verbrennungsmotorisch

angetriebenes Aggregat nachgeladen werden. Solch ein System wird als Range Extender

bezeichnet.

Range Extender mit Kapsel

Page 41: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

rung von Nutzfahrzeugen undKommunalgeräten beschäftigen,z.B. das Cluster Nutzfahrzeuge derIHK-Ulm.Dabei stellt sich nicht die Frageob Range Extender gebrauchtwerden oder nicht, sondern nurwelche Größe und Ausführung.Hierfür hat die MotorenfabrikHatz die richtigen, langlebigenund robusten Motoren. Dies istgenau das Kundenportfolio dassHatz seit Jahrzehnten erfolgreichin über 1000 verschiedenen Appli-kationen abdeckt.Mit der integrierten PM-GeneratorTechnik kann Hatz extrem kompak-te APU-Konzepte für kleinsteBauräume bereitstellen.

fahrzeuge bestens geeignet sind.Hier können sogenannte Booster-systeme das Downsizing undDownspeeding beschleunigen undso kleinere Motoren kurzzeitig inhöhere Leistungsbereiche bringen.Der Grundmotor selbst kann dabeiunter einer bestimmten Emissions-leistungsgrenze bleiben. Damitkönnen teuere Abgasnachbehand-lungskomponenten vermiedenwerden.Es gibt bereits Vereinigungen diesich als Cluster mit der Elektrifizie-

41Range Extender

lungen können höhere Ladelei-stungen (bis 11 kW) realisiert undEinbauräume von kleiner 300 mmHöhe abgedeckt werden.Aber nicht nur im On RoadBereich ist die Elektrifizierung einhochaktuelles Thema, sondernauch die Off Road Anwendungenund die mobilen Maschinen eignensich für die Elektrifizierung.Gerade die Stadt und Kommunal-fahrzeuge bieten eine Vielzahl vonAnwendungen, mit begrenztemAktionsradius, welcher für Elektro-

Autor:Erich EderStrategischeProduktentwicklung

MOTORENFABRIK HATZ GmbH&Co.KG

Ernst-Hatz-Str. 1694099 RuhstorfTel: ++49/(0)8531/319-268Fax: ++49/(0)8531/319-422E-mail: [email protected]

Range Extender Teilschnittbild

Page 42: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Die Infrastruktur für die Elektro-mobilität steht in dem Ruf, keinGeschäftsmodell im Hintergrundzu haben. Hohe Kosten für dieAnschaffung und den Aufbau einerLadestation stehen geringe Strom-entgelte, eine unbekannte Kun-denklientel und ungewissen Nut-zungsprofilen durch Endkundengegenüber. Dabei gibt es sehr wohlMöglichkeiten, Ladeinfrastrukturbezahlbar zu machen. EinigeAnsätze die von Rohde & Schwarzentwickelt worden sind, stellen wirIhnen im Folgenden vor.

Die bayerische Staatsregierung hatdie Region Bayerischer Wald mitdem Projekt E-Wald nach Gar-misch-Partenkirchen und BadNeustadt als dritte Modellregion inBayern ausgerufen. Neben derHochschule Deggendorf warRohde & Schwarz Teisnach hier

die treibende Kraft, die zur Bil-dung einer Technologiepartner-schaft führte.Das Projekt soll die LandkreiseRegen, Cham, Freyung-Grafenau,Deggendorf, Straubing und Passau

durch ein Netz aus Ladestationenverbinden, das von Touristen, Be-hörden und Einwohnern genutztwird. Insgesamt wird derzeit mit ca.120 Ladestationen und ca. 150 Fahr-zeugen geplant. Die Realisierungsoll beginnend mit dem Aufbauerster Ladestationen im Sommer2011 bis 2013 abgeschlossen sein. Ab2014 soll dann ein zweijähriger Mo-dellversuch in voller Funktionalitätzur Nutzung der Elektromobilität inländlichen Gebieten stattfinden.Rohde & Schwarz Teisnach hat sichu.a. im Rahmen des von der bayeri-schen Staatsregierung gefördertenE-Wald-Projekts, mit folgender Fra-gestellung: „Wie kann man eine bes-sere Akzeptanz bei Investoren undEndnutzern für Ladestationenschaffen?, beschäftigt.

Rohde & Schwarz Teisnach hateine Antwort auf diese Fragegefunden. Auf drei Ebenen wird

Rohde & Schwarz Teisnach schafft Added value

für Ladestationen

42

Elektromobilität

Added Value der drei Ebenen

Die Modellregion E-Wald

Die Produktfamilie der E-POWER STATION in den Modellen L 1600, L 1900, L 2300 undH 1100

Page 43: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

gezeigt, dass das Zusammenspielaus Information, Kommunikationund Technik das Erfolgsmodell fürdie Ladestationen in der Elektro-mobilität wird. Aus allen Bereichenwerden Leistungspakete auf denKunden zugeschnitten, die dafürsorgen, dass keine Wünsche offenbleiben.

Die Informationsebene

Die Informationsebene eröffnetMöglichkeiten, Informationen ziel-gerichtet an spezielle Zielgruppenzu verteilen. Was früher die Lit-faßsäule als zentraler Informations-punkt für ein Stadtviertel war, wirdin Zukunft die Ladestation fürElektrofahrzeuge werden. Wer-bung in Städten zu platzieren istheutzutage nicht mehr so einfach.Vielfach unterliegen die werbewil-ligen Unternehmen strengenReglements durch das jeweiligeStadtparlament. Elektroladestatio-nen sind dagegen wahre Schmuck-stücke, mit denen sich fortschrittli-che Kommunen gerne schmücken.Informationen via Bildschirm zur

Verfügung zu stellen, gehört auto-matisch dazu und wird nicht mehrals unerwünschte Werbeschlachtempfunden. In diesem Sinne kön-nen z.B. über Ladestationen angeeigneten Plätzen Kinotrailer und

–programme, Speisekarten vonRestaurants, Stadtpläne mit Ein-kaufsmöglichkeiten und Sehens-würdigkeiten, Fahrpläne für Busund Bahn oder im ländlichen Raumauch Wanderkarten zur Verfügunggestellt werden. Die Liste derMöglichkeiten ist schier endlos.Für dieses Leistungsangebot kannder Betreiber der Ladestation fürdie Werbeplattform ein entspre-chendes Entgelt verlangen. Diesesdient nunmehr zur Finanzierungder Ladestation.

Die Kommunikationsebene

Die Möglichkeiten reichen abernoch viel weiter. Durch die Kom-munikationsebene wird der einsei-tige Informationsfluss in eine neueDimension überführt und praktischein zweiter Kanal geöffnet. Da-durch wird die Interaktion zwi-schen dem Benutzer der Ladesta-tion und den verschiedenen Infor-mationsmedien erlaubt.Die Suche im Internet über allegängigen Suchmaschinen oder dasAbspielen von Werbefilmen, dieBuchung von Hotels, den Ticket-verkauf für Veranstaltungen oderdie Zusammenstellung einer indi-viduellen Wanderroute wird damitneben dem Laden zum Erlebnis.Die Bedienung erfolgt über ein

berührungsempfindliches Displayunterhalb des großen Multimedia-Bildschirms.Dies stellt einen weiteren Mehr-wert als Einnahmequelle für denBetreiber der Ladestation dar. Esentsteht eine Win-Win Situation,da für die werbenden Unterneh-men ein neuer Absatzkanal geöff-net wird.Gerade im E-Wald Projekt wirdauch die Kommunikation mittelsNavigation getestet. Zum einemwird die Ladestation im Navigati-onsgerät des Autos angezeigt undwas zum anderem sogar noch

höherer Bedeutung hat, es kannmit Ihr kommuniziert werden.Einzelne Ladepunkte können jenach Verfügbarkeit belegt werden.Das schafft einen echten Mehr-wert, denn wer will schon vor einerbelegten Ladestation stehen?

Die Technische Ebene

Was kann die technische Ebenezur Finanzierung der Ladestatio-nen beitragen?Ein Ansatz ist das zeitgesteuerteLaden, d.h. die Nutzung bestimm-ter Tarifmodelle wie z.B. Nacht-strom oder regenerative Energien.

43Elektromobilität

Zahlreiche Besucher folgten interessiert den Ausführungen zur Ladestation von Rohde &Schwarz Teisnach mit integriertem Infotainment-System auf derHannover Messe 2011

Die EPS 2300 von Rohde & SchwarzTeisnach in der neuen Multimedia-Aus-führung auf der Hannover Messe 2011

Page 44: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Durch die Abbildung dieser Tarif-modelle ergibt sich ein Einsparungs-potenzial, das mit zur Finanzierungder Ladestation beiträgt. Durch dieEinführung des gesteuerten Ladenswerden aber noch ganz andereMöglichkeiten eröffnet. Durch dieEntwicklung von hochsensitivenSteuerungen für effiziente undeffektive Einlastung von Leistungs-strömen erlauben die Ladestationenvon Rohde & Schwarz Teisnach ver-schiedene Lademodelle. So können die Halter für ihre Fahr-zeuge bestimmte Zeitfenster frei-geben, mit der Prämisse zu einembestimmten Zeitpunkt mit vollerBatterie starten zu können. Ladesta-tionen von Rohde & Schwarz Teis-nach wählen dann abhängig mittelsvom Ladezustand der durch dasKabel angeschlossenen Batterienund den Zeitfenstern, eigenständigLadeprogramme aus, die den Nut-zen aller Netzteilnehmer maximie-ren. Privatnutzern und Fahrzeug-flottenbetreibern werden somitwesentliche Nutzenvorteile ver-schafft.Ein weiterer Kernpunkt der Lösungist das Abfedern von Energiebe-darfsspitzen und das Ausgleichenvon Energiebereitstellungsspitzenaus regenerativen Energien, wieWind, Wasser und Sonne, deren

Aufkommen sich regelmäßig nichtüberlagern. Energiekonzernen hel-fen die angeschlossenen Batteriensomit, die verschiedenen Energie-schwankungen auszubalancieren undLadestationen von Rohde &Schwarz Teisnach machen es möglich.Im Landkreis Fürstenfeldbruckwurde eine erste Ladestation vonR&S aufgestellt. Sie dient mit derStromversorgung, die garantiertdurch die Stadtwerke Fürstenfeld-bruck ausschließlich aus regenerati-ver Energie stammt, nicht nur derVergrößerung des Aktionsradius derModellregion München für Elektro-mobilität, sondern insbesondereauch der Weiterentwicklung innova-tiver Technologien rund um dasThema E-Mobility.

Verschiedene Studien von Bain &Company oder McKinsey bele-gen, dass sich eine mehrfachgeteilte Ladeinfrastruktur heraus-

bilden wird. Ca. 80% des Bedarfswird demnach von privater Handkommen und über Garagen undStellplätze bei der Privatwohnungoder auf Firmengelände abzubil-den sein.

Rohde & Schwarz Teisnach ant-wortet auf die aktuellen Trendsmit der Wallbox, der Ladestationfür zu Hause. Der Platzbedarf istmit 180 x 180 x 920 mm minimalund erlaubt mit bis zu zwei Lade-punkten zum Beispiel gleichzeiti-ges Laden von Auto und Roller.Für Parkhäuser oder Firmenstell-plätze gibt es die Wallbox auch alsMaster-Slave-Variante, bei dereine Masterstation bis zu 15Ladestationen hinsichtlich Identi-fikation, Freischaltung undAbrechnung steuern kann.Außerdem können die Ladestatio-nen von Rohde & Schwarz auch inein smart metering Konzept inte-

44 Elektromobilität

Added Value auchfür Zuhause

Die Wallbox – Ladenin der eigenen Garage

Die erste Ladestation im Landkreis Fürsten-feldbruck wurde am 15. Dezember 2010durch die ESG Elektroniksystem- undLogistik-GmbH eröffnet (Quelle: ESG)

Anforderungen an Ladestationen für den öffentlichen und privaten Bereich – Aufbauva-rianten von Ladepunkten prognostiziert bis 2020 (Quelle: ZVEI)

Die Wallbox von Rohde & Schwarz Teisnach als Designstudie (links) und als fertigesProdukt (rechts) auf der Hannover Messe 2011

Page 45: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

griert werden und nehmen an derintelligenten Abstimmung allerelektrischen Verbraucher in einemHaushalt teil.

Regenerative Energien sollen inZukunft einen wesentlichen Bei-trag zur Energieversorgung vonElektrofahrzeugen leisten. Einesvon vielen Beispielen ist das Vor-haben, im Rahmen des bereitsoben beschriebenen E-Wald-Modells Ladestationen mit Solar-Carports zu verbinden. So kanndie über Photovoltaik-Anlagendirekt vor Ort erzeugter Stromüber die angeschlossene Ladesta-tion zur Verfügung gestellt wer-den. Natürlich finden die im obe-ren Bereich beschriebenen umge-setzten Mehrwerte auch in derWallbox von Rohde & SchwarzTeisnach Anwendung.

Rohde & Schwarz Teisnach folgthier einer einfachen Philosophie.Wir versuchen den bestmögli-chen Nutzen für den Kundenanzubieten. Folgerichtig werdenbei Rohde & Schwarz alle tech-nisch nutzbaren Steckermodelleverwendet. So ist man aktuelldabei, lokal übliche Stecker fürAnwendungen in Italien undGroßbritannien für den Einbau indie hauseigenen Ladestationen zutesten. Der modulartige Aufbauder Ladestationen macht es mög-lich, innerhalb der physikalischen

Gegebenheiten jeden beliebigenSteckertyp einzusetzen.Der kurz vor der Normung ste-hende Stecker des Typs 2 nachIEC 62196-2 wird ebenso ver-wendet. Für elektrisch angetrie-bene Zweiräder, ist das einphasigeLaden nach IEC/EN-Norm61851 in Mode 1 und 2 mit maxi-mal 3,7 KW realisiert.

Die Ladestationen bei Rohde &Schwarz Teisnach decken ver-schiedene Ladekonzepte ab.Abhängig von dem gewähltenSteckerkabel, der Unterstützungdurch das Elektrofahrzeug unddas verwendete Ladekabel werdenverschiedene Ladezeiten erreicht.Über die Ladung mittels Schuko-Steckdose werden bei 230V/13Aca. 8 Stunden Ladezeit für dieAufladung einer durchschnittli-chen Autobatterie benötigt. Bei400V/16A und Verwendung einesIEC2-Steckers lässt sich dieLadezeit schon auf ca. zwei Stun-den reduzieren und bei 400V/32Aerreicht man die gleiche Aufla-dung bereits in einer Stunde.Noch schnellere Konzepte sindbereits angedacht und sollen bis2012 entwickelt werden. Dannwill man die Ladezeit auf unter 30Minuten reduzieren.Mit dem von Rohde & SchwarzTeisnach dargestellten ganzheitli-chen Ansatz wird das Ladennachhaltig verändert. Die ent-wickelten Lösungen in den Lade-

stationen implementieren die dreiEbenen – Information – Kommu-nikation – Technologie. Sie har-monisieren und optimieren denLadevorgang für alle Teilnehmerim Bereich der neuen Mobilität.Mehrwert für alle!

Der Elektronikkonzern Rohde &Schwarz mit Sitz in München istein führender Lösungsanbieter inden Arbeitsgebieten Messtechnik,Rundfunk, Funküberwachung und–ortung sowie sichere Kommuni-kation. Vor mehr als 75 Jahrengegründet ist das selbständigeUnternehmen mit seinen Dienst-leistungen und einem engmaschi-gen Servicenetz in über 70 Län-dern der Welt präsent. Über8.000 Mitarbeiter erwirtschaftetenim Geschäftsjahr 09/10 (Juli bisJuni) einen Umsatz von 1,3 Mrd.Euro. In Teisnach ist Rohde &Schwarz mit einem Fertigungs-werk und ca. 1.200 Mitarbeiternvor Ort. Hier werden nicht nurdie komplette mechanische undelektromechanische Fertigung derRohde & Schwarz-Produkte reali-siert, sondern die vorhandenenFertigungskompetenzen auch ex-ternen Unternehmen zur Verfü-gung gestellt.

Autor:

Rohde & Schwarz Teisnach

Kaikenrieder Str. 2794244 TeisnachTe.: +49 (0)9923 8571 704Fax: +49 (0)9923 8576 704E-mail: thorsten.frieb-preis@rohde-schwarz.comwww.teisnach.rohde-schwarz.com

Diplom-KaufmannThorstenFrieb-Preis

Innovativer Carport von eight mit integrierter Wallbox von Rohde & Schwarz Teisnach

Regenerative Energiein der Elektromobilität

Rohde & Schwarz

Die Qual der Wahl –Stecker gibt es viele

Wir haben doch keine Zeit –Schnellladung mit 22 kW

45Elektromobilität

Page 46: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Die SGS-Gruppe bietet inDeutschland umfassende Automo-tiv-Dienstleistungen an. In den Be-reichen der Elektromobilität, alter-native Antriebstechnologien, Feh-ler- und Schadensanalytik uvm.sind die Marken SGS, SGSINSTITUT FRESENIUS undSGS-TÜV führend. Beratung, Tes-ting, Zertifizierung, Homologationoder das Batterietesting stehen stell-vertretend für eine Vielzahl von

Prüfdienstleistungen rund um dasAutomobil. Die SGS-Gruppe decktdamit den gesamten Entwicklungs-prozess bis zum SOP (Start of Pro-duction) ab und bietet so Service auseiner Hand.Die Herausforderung bei der Ent-wicklung elektrischer und alterna-tiver Fahrzeugantriebe für Fahr-zeughersteller und Zulieferer be-steht, neben der Erreichung vonEmissionszielen, die bis 2012 aufeinen CO2 Flottenausstoß von130 g/km weiter abgesenkt wer-den, in der Erfüllung normativerund gesetzlicher Anforderungen.Die Sicherheit und Zulassung vonKomponenten, Systemen undFahrzeugen ist hierbei von großerBedeutung. Die große Dynamik inder Entwicklung und die sich verän-

dernde, teilweise neu entstehendenormative und gesetzliche Land-schaft erhöhen die Herausforderungzusätzlich.

Lösungsansätze zur Erreichungder Emissionsziele reichen vonder Substitution des KraftstoffsBenzin durch Erd- und Flüssiggasoder auch Wasserstoff bis hin zurVerwendung von Brennstoff-zellen zur Bereitstellung elektri-scher Energie für den Fahrzeug-antrieb. Dieser Trend hat sich inden vergangenen Jahren fortge-setzt und schließlich zur Elektro-mobilität geführt. Heute verstehtman unter Elektromobilität hybri-de Antriebstechnologien bis hinzum Elektrofahrzeug. Die Elek-tromobilität erfordert den Einsatzelektrischer Speichersysteme, dieelektrische Energie über einenmöglichst langen Zeitraum effizi-ent, unter den automotiv gepräg-ten Umweltbedingungen, spei-chern und abgeben können.

Die Entwicklung von Range Exten-dern, hybride Elektrofahrzeuge miteiner zusätzlichen Verbrennungsma-schine oder Brennstoffzelle, sind einLösungsansatz, um die limitierteReichweite von Elektrofahrzeugenzu erhöhen.

Die Sicherheit ist bei der Ein-führung einer neuen Technologieein wichtiger Akzeptanzfaktor. DieElektromobilität vereint die Fahr-zeugtechnik mit anderen techni-schen Anwendungen, wie derElektro- und Batterietechnik. Dar-aus resultiert eine Reihe normati-ver und gesetzlicher Anforderun-gen. Die Sicherheit des Gesamt-fahrzeuges hängt damit von derSicherheit der Einzelsysteme undderen Interaktion im Gesamtsys-tem ab. Eine integrale Betrachtungder verschiedenen Sicherheitsa-spekte wie Funktionale, Elektri-sche, Chemische und MechanischeSicherheit ist deshalb von hoherWichtigkeit.

Elektromobilitätund innovative

Fahrzeugantriebe

46

SGS-Gruppe

Services: Umweltsimulation / EMV

Services: Fehleranalysen / Car Material Testing

Sicherheitsanspruch undtechnologischer Wandel

Vielfalt technischerEntwicklungen

Page 47: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

an Batteriespeichersysteme sindderzeit in der Erarbeitung.

Das Testing von Fahrzeugen, Syste-men und Komponenten ist zurQualifizierung und zum Nachweisnormativer und gesetzlicher Anfor-derungen notwendig. Ein System,die Li-Ionen-Batterie, spielt hierbeieine besondere Rolle. Aspekte wieEMV, Einflüsse durch Umweltbe-dingungen (Feuchte, Temperaturetc.) und mechanische wie elektri-sche Belastungen (Vibration, Schock,Kurzschluss) haben wesentlichenEinfluss auf die Betriebssicherheit,Performance und Lebensdauer. DieVerifikation und Validierung vonSicherheitsmaßnahmen kann eben-falls abgedeckt werden.Neben den genannten Anforderun-gen kann es bei Li-Ionen-Batteriennotwendig sein, Transporttests (UN38.3) oder Tests nach Herstellerspe-zifikation durchzuführen. Diese Prü-fungen werden im SGS Batterie-Testhouse durchgeführt.

Die Fehler- und Schadensanalysekann bereits während der Entwick-lung einen wichtigen Beitrag zurQualitätssicherung leisten undpräventiv zur Vermeidung vonRückrufaktionen eingesetzt werden.Das Spektrum reicht von Einzel- biszu Routineuntersuchungen vonMaterialien, Werkstoffen, Medienund Bauteilen. Ziel ist es, die chemi-sche Zusammensetzung hinsichtlichStruktur und Gefüge, Beschichtung,Oberflächenchemie, Kontaminatio-nen und mechanischen Parameter

zu bestimmen. Dies kann nach Nor-men und Standards sowie Liefervor-schriften und nicht genormten Son-derverfahren erfolgen.Alle modernen und relevantenPräparations-, Prüf- und Analyse-verfahren stehen zur Verfügung.

Die Entwicklung Ihrer Produkteunterstützen wir durch Beratung,Testing, Schadensanalytik, Homolo-gations- und Zertifizierungsservicesund vielen anderen Services rundum den Bereich Automotive.Durch die Gremienarbeit unsererExperten haben wir Zugang zuaktuellen Trends und können Siehinsichtlich der Anforderungen vonmorgen beraten. Die SGS-Gruppeunterstützt Sie als kompetenterPartner im Bereich Automotive!

1 Vollständige Firmierung: SGS INSITUTFRESENIUS GmbH

2 Vollständige Firmierung: SGS-TÜVGmbH – Ein Unternehmen der SGS-Gruppe und des TÜV Saarland e.V.

3 Erdgas, Flüssiggas, Ethanol, Wasserstoff,Brennstoffzelle

Die Normen im Hinblick auf dieElektromobilität entwickeln sichaktuell rasant weiter. Nationale,europäische und internationaleNormungsprojekte werden initiiertmit dem Ziel, alle Normungs- undStandardisierungsaktivitäten zu bün-

deln und Lücken zu schließen.Normen bilden den „Stand derTechnik“ ab. Sie leisten einen Bei-trag für einen verbindlichen Rah-men bei der Entwicklung und zurAbsicherung gegenüber Produkt-haftungsansprüchen.Der Normungsbedarf reicht dabeivom Fahrzeug bis zum einzelnenelektrischen System. Das beinhaltetu.a. die Elektrische Sicherheit desFahrzeugs, ISO 6469, Li-Ionen-Batterien, ISO 12405, Ladesysteme,IEC 61851, Funktionale Sicherheit,ISO 26262 bzw. IEC 61508, um nureinige zu nennen.

Das Inverkehrbringen eines Pro-duktes erfordert die Überprüfungund Genehmigung nach gesetzli-chen Vorgaben. Für Erdgas- bzw.Flüssiggasanwendungen kommendie Regelwerke ECE-R110 undECE-R67 zur Anwendung. Was-serstoffkomponenten, -systeme und-fahrzeuge werden nach demRegelwerk VO (EG) 79/2009 beur-teilt. Durch die Elektrifizierung desAntriebsstrangs werden erweiterteAnforderungen an z.B. EMV, Len-kung, Bremse oder Crash gestellt.Zusätzlich ist die elektrischeSicherheit nach ECE-R100 zu prü-fen. Anforderungen insbesondere

47SGS-Gruppe

Nationale/Internationale Normen

Homologation

Testing

Services aus einer Hand

Fehleranalytik

SGS-TÜV GmbH –Ein Unternehmen der SGS-Gruppeund des TÜV Saarland e.V.

Hofmannstr. 5081379 MünchenTel.: +49 89 787475-273

Michael Vogt

Produkt ManagerElektromobilität

SGS Germany GmbH

Hofmannstr. 50D-81379 MünchenTel.: +49 89 787475-103www.sgs-auto.dewww.sgs-tuev.dewww.sgs-cqe.de

Ines Alte

Marketing Manager

Autoren:

Services: Elektromobilität / Verfügbarkeit /

Sicherheit

Services: Funktionale Sicherheit /

Homologation

Page 48: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Gesellschaft. In einer Studie vonBain & Company ist in diesemZusammenhang die Rede von„eco-prestige“. Damit ist dasAnsehen gemeint, welches einembei der Verwendung oder auchBereitstellung von ökologischenProdukten entgegengebrachtwird. Daher bin ich übrigens auchdavon überzeugt, dass das Elekt-rofahrzeug zunächst als Life-style-Produkt für ein bestimmtesKundensegment seinen Weg inden Markt finden wird. Drittens,denke ich, dass direkte und indi-rekte staatliche Subventioneneinen weiteren Anreiz darstellenum im Jahr 2020, das von derBundesregierung gesteckte Zielvon 1 Mio. Elektrofahrzeugen aufdeutschen Straßen erreichen zukönnen.

FÜRST: Interviewer

AMIRI: Ramin Amiri, DiplomWirtschaftsingenieur (FH), istConsultant der Whiteblue Con-sulting GmbH. Er verfügt übermehrjährige Erfahrung im BereichF&E und Automotive im Umfeldder Elektromobilität.

FÜRST: Herr Amiri, schöndass Sie heute Zeit finden,um mit mir über das ThemaElektromobilität zu sprechen.

AMIRI: Ich freue mich auch!Herzlichen Dank für die Einla-dung.

FÜRST: Was verbindet Sie mitdem Thema Elektromobilität?

AMIRI: Bereits während meinesStudiums hatte ich die Gelegen-heit einen breiten Einblick in dieAutomobilbranchen zu erlangen.Im Rahmen eines Praktikums inden USA kam ich erstmals mitdiesem Thema in Kontakt. Moti-viert durch diese Eindrückebeschäftigte ich mich sowohl imweiteren Verlauf meines Studi-ums als auch im Rahmen meinerberuflichen Laufbahn mit Innova-tionen rund um das Thema Elekt-romobilität. Im Rahmen meinerheutigen Aufgaben als Consultantfür die Whiteblue Consulting

GmbH in München betreue Kun-denprojekte und betreibe Busi-ness Development zum ThemaElektromobilität.

FÜRST: Kaum ein Medium,dass dieser Tage nicht vonden Neuheiten zu Elektrofahr-zeugen berichtet. Herr Amiri,welche Faktoren lösen derzeitdiese erhöhte Aufmerksam-keit aus?

AMIRI: Im Wesentlichen sehe ichhier 3 Faktoren. Erstens sind dieerforderlichen Technologien umnutzerfreundliche Elektrofahrzeu-ge auf unsere Straßen zu bringenbereits vorhanden. Die erstenKleinstflotten fahren bereits.Zweitens, wir erleben ein steigen-des Umweltbewusstsein in der

Kooperationals

Erfolgsfaktor

48

Elektromobilität

Richtige Kooperationen als Erfolgsfaktor

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fen, da wir mit einem unverfälsch-ten Blick von außen Erfahrungenaus der Automobilindustrie mitErfahrungen aus anderen Indust-rien verbinden, die einen solchenUmbruch schon hinter sich haben.Es geht ja, wie gesagt, nicht nurum Technologie, sondern auchum neue Prozesse zum Teil mitPartnern aus bisher automobil-fremden Branchen, um Standardi-sierung und den einhergehendenVeränderungen des Geschäftsmo-dels. Wir sprechen hier von einerumfassenden Änderung in Tech-nologie, Zusammenarbeit undGeschäftsumfeld. Dies trifft glei-chermaßen auf die Automobil-industrie und deren neuen Part-ner zu. Um diese Zusammenar-beit zu synchronisieren und zuharmonisieren nutzen wir erprob-te Werkzeuge und Methoden.Wir freuen uns darauf mit unse-rem Wissen und unserer Erfah-rung passgenaue Lösungen fürunsere Kunden zu entwickeln umgemeinsam mit ihnen die anste-henden Herausforderungen zumeistern.

FÜRST: Danke Herr Amiri fürdas interessante Gespräch!

hervorragend dazu geeignet, re-generative Energien wie Wind-und Solarenergie dem Verbrau-cher für Mobilität verfügbar zumachen. Um eine flächendecken-de Ausbreitung der Elektromobi-lität zu erreichen, wird langfristigder Ausbau einer öffentlichenLadeinfrastruktur sicherlich erfor-derlich sein. Dies stellt aus meinerSicht jedoch im ersten Schritt kei-ne unüberwindbare Hürde dar.

FÜRST: Was sind die wesent-lichen Herausforderungen undwie kann die Industrie diesenbegegnen?

AMIRI: Neben der Frage nachgeeigneten Geschäftsmodellenwerden die richtigen Kooperatio-nen die entscheidenden Erfolgs-faktoren sein, um sich im globalenMarkt optimal zu positionierenund Wettbewerbspotenziale aus-zuschöpfen. Wie bereits erwähnttreffen hier Stakeholder aus denverschiedensten Branchen undFachrichtungen aufeinander. DieFolge ist der Bedarf nach geeig-neten Arbeitskreisen, welcheeinen effizienten Austausch för-dern um gemeinsam innovativeLösungen zu entwickeln, Schnitt-stellen zu definieren und diese zugestalten. Genau darin stecktallerdings für viele Firmen dieSchwierigkeit. Viel Potenzial wirdverschenkt, weil Partnerschaftennicht aufgebaut oder gepflegtwerden. Hierbei können wir hel-

49Elektromobilität

FÜRST: Wie wird sich dieBewegung zur Elektromobi-lität auf die Entwicklungzukünftiger Produkte aus-wirken?

AMIRI: Produktarchitekturen wer-den sich grundlegend ändern. Insbe-sondere in der Fahrzeugentwicklungbewirkt die zunehmende Elektrifi-zierung des Antriebsstranges einUmdenken hin zu neuen Kernkom-petenzen der Hersteller. NeueKomponenten wie Elektromotoren,Leistungselektronik und insbeson-dere Hochvoltspeicher stellen dieEntwickler vor neue Herausforde-rungen bei der Systemintegration.Es wird wohl noch eine Weile dau-ern, bis hier stabile Prozesse vor-herrschen, das Umdenken hatjedoch längst begonnen.

FÜRST: Von welchen An-triebskonzepten sprechen wirdenn heute?

AMIRI: Neben den rein elektri-schen Batteriefahrzeugen, densogenannten BEVs (Battery-Powered Electric Vehicle), beste-hen, abhängig von den Kundenbe-dürfnissen, verschiedene Arten vonHybridlösungen. Für kleinere Fahr-zeugklassen, zum Beispiel für dieNutzung in Mega-Cities unddurch Pendler im urbanen Umfeld,eignen sich vorzugsweise An-triebskonzepte mit Range-Exten-der. Diese führen einen kleinenVerbrennungsmotor als Notaggre-gat zur Ladung der Batterie mitsich, fahren jedoch rein elektrisch.Mittlere und größere Fahrzeug-klassen werden hingegen zukünftigstärker auf Plug-In- und Voll-Hybrid-Antriebe setzen. Hier lie-fert der Verbrennungsmotor dengrößeren Teil der Antriebsleistung.

FÜRST: Welche Rolle spieltaus Ihrer Sicht die Infrastruk-tur?

AMIRI: Elektrizität ist eine relativflexible Energieform und damit

Autoren:

Whiteblue Consulting GmbH

Emmy-Noether-Str. 480992 MünchenTel: +49 89 622338-0Mobil: +49 151 11355089E-mail: [email protected]

RaminAmiriConsultant

Walter FürstGeschäftsführer

media mind GmbH & Co. KG

Volkartstr. 7780636 MünchenTel: +49 89 23 55 57 42Fax: +49 89 23 55 57 47E-mail: [email protected]

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NoAE ist eine freie, offene Initiativefür die Mobilitätsbranchen. Im Zen-trum steht die Automobil- und Zu-lieferindustrie. Das unternehmens-übergreifende Expertennetzwerk ver-folgt die Zielsetzung, den

strategischen

organisatorischen und

technologischen

Erfahrungsaustausch für die Un-ternehmen innerhalb und außerhalbder Branche zu intensivieren. NoAEwurde 2002 von bekannten Persön-lichkeiten der Automotive-Brancheund unter Mitwirkung der Europä-ischen Kommission gegründet.NoAE ist überregionaler Auto-motive-Partner von „Kompetenz-netze Deutschland“ des Bundes-ministeriums für Wirtschaft undTechnologie.

Der NoAE Innovations-Wettbewerbfindet im Jahre 2011 bereits zum5. Male statt.Der NoAE Innovations-Wettbewerbsteht unter der Schirmherrschaft desBundesministers für Wirtschaft undTechnologie, der BundesrepublikDeutschland: 2007/2008 Herr Minis-ter Glos, 2009 Herr Minister zuGuttenberg und 2010 und 2011unter Schirmherrschaft des jetzigenMinisters, Herrn Brüderle.

Auszug aus dem Nationalen Ent-wicklungsplan Elektromobilität derBundesregierung:

Im Bereich der Elektromobilitätist in den nächsten zehn Jahrenweltweit mit einer dynamischentechnischen und wirtschaftli-chen Entwicklung zu rechnen.

Elektromobilität ist dabei einkomplexes Gestaltungsfeld, dasüber den rein technischen An-satz (Fahrzeuge, System undInfrastruktur) hinausgeht.Elektromobilität muß im Zusam-menspiel von global agierendenAkteuren und regionalen Umset-zungsverantwortlichen entwickeltund realisiert werden.

Mit dem Marktplatzkonzept zurElektro-Mobilität liefert NoAEeinen konkreten Umsetzungsbei-trag zum Nationalen Entwick-lungsplan und bindet außerdeminter-nationale Firmen und Orga-nisationen ein.

Kick-off für das Ganzjahrespro-jekt war am 17. März 2011 inDüsseldorf.Mit gut 500 Teilnehmern ver-zeichnete der 4. Projekttag und

Das Networkof Automotive

Excellence –NoAE

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Der NoAE Innovations-Wettbewerb 2010:

13 MarktplätzeElektro-Mobilität

2007 Start als „NON-Automotive-Wettbewerb“ in deutscher Sprache150 Einsendungen aus 5 Ländern30 Preisträger kamen aus Deutschland

2008 Ausschreibung auf Basis von 3 Themencluster in deutscher Sprache170 Einsendungen aus 8 Ländern30 Preisträger aus Deutschland und Österreich

2009 Ausschreibung von 4 Themenclustern in deutsch und englischer Sprache 380 Einsendungen aus 20 Ländern30 Preisträger aus Deutschland, Österreich, der Schweiz und den Niederlanden

2010 Der Wettbewerb war insgesamt 10 Landessprachen ausgeschrieben420 Einsendungen aus 23 Ländern30 Preisträger aus Deutschland, Canada, Israel, Österreich, den Niederlandenund USA

2011 Der Wettbewerb 2011 wird auf die Mobilitätsbranchen erweitertBasis sind die Entwicklungsthemen aus dem Automotive-UmfeldProjektstart zum 01.06.2011 auf www.noae.com

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Projektbörse „von Ideen zuProjekten“ neue Rekorde.Teilnehmer kamen aus folgen-den 14 Ländern: Deutschland,Canada, USA, Israel, Rumänien,Tschechien, Spanien, Nieder-lande, Belgien, Luxembourg,Österreich, Schweiz, China undJapan.

Die Marktplätze sind ein Ganz-jahresprojektEingeladen sind Hochschulen,Forschungseinrichtungen undFirmenLive-Marktplätze:für konkrete Projekttreffen Online-Marktplätze:für Projektergebnisse, Marketingund Partnersuche Übersicht über die13 Marktplätze

51Network of Automotive Excellence

Autor:

NoAE

Becker-Gundahl-Str. 19D 81479 MünchenTelefon + 49 (89) 74899-669Mobil: + 49 (170) 52 77 666eMail: [email protected]

Dipl.-Kfm.H. Köpplinger

Das Marktplatzkonzept

Die 13 Markplätze am 17. März 2011 mit Vertretern aus 14 Ländern

Markt-platz Überschrift Weitere Bezeichnung

1 Antrieb Elektromotor, Getriebe, Generatoren

2 Batterie Energiespeicher, Ladegeräte

3 Elektrik Bordcomputer, Interfaces

4 Klima & Lüftung Heizelemente

5 Leichtbau Karosseriekonzepte, Materialen, Recycling

6 IT Telematik, Navigation, CAR-IT, Datenaustauschin Ladestellennetzen

7 Infrastruktur Energieübertragung, Netzintegration

8 Produktion Neue Produktionstechniken und Methoden

9 Sicherheit Sicherheit bei Produktion und Betrieb

10 Geschäftsmodelle Neue Geschäftsmodelle, neue Player

11 Regionen undPilotprojekte Feldversuche, Normierung, Regionen und Kommunen

12 IntegrierteMobilitätskonzepte Door-to-door-Mobilität, CarSharinging

13 Expertenmarktplatz Finanzierung, Förderung, Recht und Versicherung

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Auf dem Automobilsalon in Parisim Herbst 2010 stellte Audi denAudi e-tron Spyder, die Studieeines offenen Sportwagens mitPlug-in-Hybridantrieb vor. DasShowcar ist 4,06 Meter lang und1,81 Meter breit, dabei nur 1,11Meter flach. Der Zweisitzer ver-fügt über einen Biturbo-V6 TDImit 221 kW (300 PS) auf derHinterachse und zwei zusammen64 kW starke Elektromotoren ander Vorderachse. Zusammen mitdem geringen Gesamtgewicht desAudi e-tron Spyder von nur rund1.450 Kilogramm sorgt die Kom-bination von drehmomentstarkemTDI und den beiden Elektromo-toren für standesgemäße Fahrleis-tungen. In nur 4,4 Sekunden sind100 km/h erreicht, die Höchstge-schwindigkeit wird elektronischauf 250 km/h begrenzt. Der e-tron

Spyder kann die starken Momenteseines TDI – 650 Nm mobilisiertder Selbstzünder – und die insge-samt 352 Nm der beiden Elektro-motoren beim Beschleunigenkombinieren („boosten“). So er-laubt die intelligente Kraftvertei-lung in jeder Situation das fahrdy-namische Optimum: Mit gezieltemMomenteneinsatz an den Vor-derrädern lässt sich die Längsdyna-mik steigern; gleichzeitig verbes-sert sich die Querdynamik bei derKurvenfahrt. Denn das so genannte„torque vectoring“ – die bedarfsge-steuerte Verteilung des Drehmo-ments zwischen linken und rechtenRädern an beiden Achsen - ermög-licht ein begeisterndes Maß anfahraktiver Präzision und exzellen-ter Agilität. Auch dank des gerin-gen Gewichts, des kurzen Rad-standes sowie der für die Dyna-

mik perfekten Gewichtsverteilungvon 50 : 50 bietet der Audi e-tronSpyder das Fahrverhalten einesGokarts – kurvenwillig und bis inden hoch angesiedelten Grenzbe-reich neutral. Die Kombinationvon hoch effizientem TDI undElektroantrieb sorgt jedoch auchfür eine exzellente Verbrauchs-ökonomie und verblüffend gerin-ge Emissionen. Durchschnittlichbenötigt der Audi e-tron Spydernur 2,2 l Diesel /100 km (entspre-chend einer CO2-Emission von59 g/km); mit dem 50-Liter-Tankist eine Reichweite von mehr als1.000 Kilometern möglich. Zu-dem kann der offene Sportwagenmit seinem Elektroantrieb auchStrecken von bis zu 50 Kilo-metern – etwa in Ballungsräumen –rein elektrisch und damit völligemissionsfrei zurücklegen; dieHöchstgeschwindigkeit beträgtalltagstaugliche 60 km/h.

Der Audi e-tron Spyder liefertzweifellos die avancierteste undzugleich konsequenteste Evolutionder aktuellen Audi-Formenspracheund gibt zugleich erste Hinweiseauf die Designsprache zukünftigerAudi-Sportwagen. Die wichtigstenDesignelemente, welche bereitsdie vorangegangenen e-tron Kon-zeptfahrzeuge prägten, interpre-tiert er neu. Somit ist auch dienötige formale Differenzierungzum rein elektrisch angetriebenenAudi e-tron der Messe Detroit

Audie-tron Spyder

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Audi e-tron Spyder

Das Design

Page 53: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

Frontklappe verschwinden, gebensie neben dem Ladestecker auchein Display frei, das den Ladezu-stand und über eine Kartengrafikauch die aktuelle elektrischeReichweite darstellt. Markant sindauch bei dieser Studie die 20 Zollgroßen Räder, die das Lamellen-Design der ersten e-tron Showcarszu einem dreidimensionalen Tur-binendesign weiter entwickeln.Sie kombinieren die Leichtbau-Materialien Aluminium und Kar-bon zu einer sowohl visuell begei-sternden wie auch aerodynamischhoch wirksamen Formgebung.Wie aufwändig die Räder des e-tron Spyder gefertigt sind, ver-deutlicht schon die Zahl von 66Einzelkomponenten, aus denenjedes einzelne Rad besteht. DieSeitenpartie zeigt vertraute Kon-turen in neuer Ausformung:Ungewohnt scharf definierte Kan-ten fassen die ruhigen Seiten-flächen ein, trennen zugleich ho-rizontale von vertikalen Arealen.Charakteristischer noch als beimAudi R8 fasst die Schulterlinie dieLinien der stark konturiertenRadhäuser ein, verbindet sie mitdem oberen Abschluss des Fahr-zeugkörpers. So wirkt der e-tronSpyder speziell beim Blick vonhinten noch betonter horizontal,noch stärker zur Straße hin orien-tiert. Ein Eindruck, der auch vomcharakteristischen Schweller mitneuartigem Beschnitt erzeugtwird, und der im Front- undHeckbereich jeweils im Spoilerund Diffusor seine Fortsetzungfindet. Hier setzen Karbonele-mente besondere Akzente, zitie-ren wiederum den Motorsport.Karbon findet sich auch an derMotorraumabdeckung im Hecksowie im Kennzeichen- undLeuchtenträger wieder, die zu-dem die Luftauslässe unterhalbder seitlichen Leuchteinheiten in-tegrieren. Der Kontrast der Mate-rialien erinnert erneut an einRennfahrzeug: Wie bei diesemsind die essentiellen Funktions-elemente von Chassis und Fahr-

Kundensportfahrzeug Audi R8LMS darstellt. Design- und Ferti-gungskompetenz beweist die bün-dig in Front- und Seitenscheibeeingelassene, die gesamte Glas-proportion umgreifende Karbon-Applikation. Die Front und dieSilhouette des e-tron Spyder sindmit einem schwungvollen, schar-fen Strich gezeichnet, der denZweisitzer sofort als Audi identi-fizierbar macht. Die nach vornstark verjüngte Front verleiht demShowcar Audi e-tron Spyder einedeutlich keilförmige Grundpro-portion. Das Trapez des Single-frame-Grills prägt die stark ge-pfeilte Frontpartie, flankiert vongroßen Lufteinlässen. Sie fungie-ren als Kühleinlässe sowohl fürden Elektroantrieb als auch für dasTDI-Aggregat im Fahrzeugheck.Oberhalb schließen sich die fla-chen Bänder der adaptive-matrix-beam- Scheinwerfermodule mitihrer dreidimensional modellier-ten, der Kontur der Funktionsele-mente folgenden Abdeckung an.Alle Leuchteinheiten sind in derhocheffizienten LED-Technolo-gie konzipiert. Das Markenzei-chen der Vier Ringe findet sich –wie schon beim R8 und bei den e-tron- Sportwagenstudien - ober-halb des Singleframe. Unter demMarkenzeichen befindet sich dieLadestation für die Batterien.Wenn die Ringe unterhalb der

53Audi e-tron Spyder

2010 gewährleistet. 1,81 Meter Brei-te bei nur 4,06 Meter Länge undnur 1,11 Meter Höhe – das sinddie klassischen Proportioneneines offenen Hochleistungs-Sportwagens. Gegenüber derCoupé-Studie von Detroit habendabei die Außenabmessungen(Länge + 13 cm, Breite + 3 cm)zugelegt, um den sportlichenAnspruch des Designs zu unter-streichen. Die kraftvoll-kompakteGesamterscheinung, die beideFahrzeuge auszeichnet und auchmit dem sportlichsten Serien-Audi, dem R8 verbindet, konntedadurch nochmals verstärkt wer-den. Der Fahrzeugkörper des e-tron Spyder wirkt – nicht zuletztdurch den kurzen Radstand vonnur 2,43 Meter äußerst bullig –gegenüber dem R8 fällt dieserWert um 22 Zentimeter kürzeraus. Als eine Reverenz an denMotorsport erscheinen die rah-menlosen, nach hinten abfallen-den seitlichen Glasflächen, diemit der wie ein Helmvisier starkgewölbten und geneigten Wind-schutzscheibe eine Einheit bilden.Ein weiteres Element von Renn-fahrzeugen kennzeichnet dieFronthaube: der zentrale, breitgezogene Luftauslass, dessenSchwung die Dynamik der Fahr-zeug- Vorderpartie noch zusätz-lich betont und eine optische undfunktionale Verbindung zum

Der Audi e-tron Spyder auf dem Automobilsalon in Paris

Page 54: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

zeugkörper in Karbon ausgeführt,während sich die Karosserie alsAbdeckung in klassischer Lackie-rung zeigt. Das für den e-tronSpyder bestimmende formalePrinzip von „Schale und Kern“wird hier besonders deutlichsichtbar. Der längs eingebauteTDI-Mittelmotor selbst ist dankeiner Öffnung in der Motorhaubeein sichtbares Technik-Element,das umgeben wird von mattiertenund glänzenden Karbonflächen,Aluminium und Leder – einerMaterialkombination, die auch dasExterieur mit dem Fahrzeug-Innenraum verbindet. Hinter denSitzen finden sich zwei nach hin-ten flach abfallende Hutzen, dieauch die Öffnung für das TDI-Aggregat und die angedeutetenKühllamellen der Motorabdeckungflankieren. Sie nehmen auch dienormalerweise unsichtbaren Über-

rollbügel auf, die – wie auch beimSerien-R8 Spyder – im Notfall milli-sekundenschnell nach oben schießenund sich dabei arretieren.

Visuelle und funktionale Verweiseauf das Grundelement Leichtbaubestimmen das puristische Inte-rieurdesign – sie schaffen eineVerbindung von bewährten Audi-Genen und neuen formalenAnsätzen. Typisch für die For-mensprache der Marke ist auchhier die Reduktion auf dasWesentliche in Architektur, Be-dienung und Informationsausgabezugunsten einer aufgeräumtenGesamtwirkung. Der schlankeArmaturenträger setzt seinen Bo-gen seitlich in die Türverkleidun-gen fort. Die Designer habenbeim e-tron Spyder mit Hybrid-antrieb wiederum die Chance

genutzt, den Mitteltunnel und diekonvex gewölbte Mittelkonsolebesonders leicht und schlank aus-zuführen – sie brauchten auchhier keine Rücksicht auf Getriebe,Schaltmimik und Kardantunnel zunehmen. Einziges Bedienelementneben dem des MMI ist der bün-dig integrierte Wählhebel für dasAutomatikgetriebe; er fährt beimStart des Fahrzeugs aus dem Tun-nel aus. Auch das Cockpit desAudi e-tron Spyder orientiert sichzum Fahrer hin – ein weiterestypisches Merkmal der Marke.Statt des klassischen Kombiinstru-ments verfügt die Studie über eingroßes Display mit integriertenMMI-Funktionen; es befindetsich zwischen zwei flankierendenRundinstrumenten. Bedient wer-den kann das MMI über einberührungsintensives Bedienfeldam Lenkrad – ein Element, dasvon modernen Smartphonesinspiriert ist. Zusätzlich ist eineBedienung über das MMI-Bedienelement („MMI-touch“)auf der Mittelkonsole möglich.Das Lenkrad selbst ist – ein Zitataus dem Motorsport – oben undunten spürbar abgeflacht. DieAnzeige der Geschwindigkeiterfolgt grundsätzlich digital. DasRundinstrument mit den Informa-tionen zum Antrieb lässt sich überden Menüpunkt „Drive“ aus-wählen. Neben den Informatio-nen über Geschwindigkeit, Dreh-zahl des Verbrennungsmotors undden elektrischen Antrieb präsen-tiert das Zentraldisplay alle wich-tigen Informationen aus dem In-fotainmentsystem und der Navi-gation. Charakteristisch für dasKonzept des Audi e-tron Spyderist der fast vollständige Verzichtauf Schalter und Komponentenwie das Zündschloss. Die Klima-bedieneinheit befindet sich rechtsneben dem Lenkrad; das Displayinformiert über Temperatur undVentilation. Genutzt wird dasSystem – ebenfalls wie ein Smart-phone – über ein berührungsemp-findliches Bedienfeld. Die gleich-

Das Interieur

54 Audi e-tron Spyder

Audi e-tron Spyder – Innenraum

Audi e-tron Spyder – Innenraum

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falls vom Motorsport inspiriertenLeichtbau-Schalensitze verbindenexzellenten Seitenhalt mit Kom-fort. Kontrastfarben und –nähtegliedern die verschiedenen Berei-che des Interieurs. Sie bringenebenso wie die hochwertigenMaterialien Eleganz und Sport-lichkeit zusammen.

Konsequenter Leichtbau ist eineentscheidende Voraussetzung fürEffizienz und Reichweite. Zu-gleich bildet Leichtbau das ent-scheidende Fundament fürbegeisternde Fahrdynamik. DieAudi-Entwickler haben beimAudi e-tron Spyder auf eineKernkompetenz des Unterneh-mens zurückgegriffen: Die Ka-rosseriestruktur basiert auf derAudi Space Frame-Technologie(ASF) und wurde in Hybridbau-

weise gefertigt. So besteht dieMotorhaube ebenso wie zahlrei-che Aerodynamik-Elemente ausKarbon. In der ASF-Technologiesetzt sich das tragende Gerüstder Karosserie aus Aluminium-Strangpressprofilen und Druck-gussteilen zusammen. In diesesSkelett sind Aluminium-Blechekraftschlüssig und mittragendeingebunden. Jede einzelneKomponente des ASF Space Fra-me ist für die spezifische Auf-gabe mit ganz unterschiedlichenFormen und Querschnittenoptimiert und vereint so höchsteStabilität mit möglichst gerin-gem Gewicht. Das Showcar Audie-tron Spyder wiegt trotz desaufwändigen Antriebslayouts mitzwei Elektromotoren samt jewei-ligem Antrieb und dem TDI-Motor nur etwa 1.450 Kilo-gramm.

Audi hat längst unter Beweisgestellt, dass sich ein hoch moder-ner Sportwagen und die TDI-Technologie zu einer perfektenSynthese verbinden. Als einer derersten Hersteller weltweit hat dieMarke mit den Vier Ringenschließlich im SeriensportwagenTT Selbstzünder mit Erfolg in denMarkt eingeführt, nachdem schonein Jahrzehnt zuvor das AudiCabriolet erstmals in seinem Seg-ment den Diesel zum Durchbruchverholfen hatte. Und die StudieAudi R8 TDI Le Mans quattrosetzte erstmals einen Zwölfzylin-der-Dieselmotor mit 500 PS und1.000 Newtonmeter in einemSupersportwagen ein. Auch derAudi e-tron Spyder setzt darumauf diese Erfolgs-Rezeptur –wenngleich in einer revolutionärneuen Kombination. So kommthier zum ersten Mal eine neueGeneration des 3.0 TDI Sechs-zylinders zum Einsatz, die vonzwei Turboladern beatmet wirdund 221 kW (300 PS) leistet. Diessind noch einmal 50 PS mehr als inder aktuellen Leistungsstufe, dieseit wenigen Monaten im neuenAudi A8 zum Einsatz kommt.Auch das maximale Drehmomentvon 650 Newtonmetern liegt aufeinem selbst im Sportwagenbe-reich ungewöhnlich hohen Niveau.Der längs eingebaute 3.0 TDIMit-telmotor treibt über ein 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebe die Hin-terräder an. Neu ist jedoch auch dieKopplung des TDI mit dem Elek-troantrieb der Vorderachse. ZweiAsynchron-Elektromotoren mit ei-ner Gesamtleistung von 64 Kilo-watt (88 PS) sowie einem maxima-len Drehmoment von 352 Newton-meter liefern zusammen mit dem3.0 TDI beim Audi e-tron Spyderdie Performance eines Hochleis-tungs- Sportwagens. Von 0 auf100 km/h beschleunigt die Studiein 4,4 Sekunden. Die Höchstge-schwindigkeit wird bei 250 km/helektronisch begrenzt. Noch mehrals die abstrakten Zahlen begeistert

55Audi e-tron Spyder

Audi e-tron Spyder – Front

Audi e-tron Spyder – Heck

Die ASF-Karosserie

Der Antrieb

Page 56: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

dabei die Charakteristik desAntriebs. Nicht zuletzt dank desbereits aus dem Stand herausanliegenden maximalen Drehmo-ments der Elektromotoren be-schleunigt der e-tron Spyder mitkatapultartigem Schub. Auch kur-ze Überholvorgänge auf derLandstraße lassen sich, selbstohne herunter schalten zu müs-sen, als so unaufgeregte wie ver-gnügliche Zwischenspurts insze-nieren. Das Geräuschniveau desmit niedriger Drehzahl operieren-den TDI bleibt dabei typischniedrig – der Sechszylinder imRücken der Insassen grollt unterLast sonorsportlich, wird jedochnie laut. Ein Effekt, der nichtzuletzt bei den gleichfalls TDI-angetriebenen Le Mans-SiegernAudi R10 und R15 verblüffte. Vondieser besonderen Form desHybridantriebs – der Kopplungeines drehmomentstarken undhoch effizienten TDI mit denElektromotoren profitiert jedochkeineswegs nur das dynamischePotenzial des Audi e-tron Spyder.Auch in Sachen Verbrauch undUmwelteigenschaften setzt deroffene Zweisitzer neue Maßstäbe:Durchschnittlich benötigt der 300PS starke TDI nur 2,2 Liter Die-sel je 100 Kilometer Fahrstrecke.Dies entspricht einer CO2-Emis-sion von lediglich 59 g/km.Zusätzlich beherrscht der Vollhy-bride Audi e-tron Spyder auch die

Disziplin der völlig emissionsfrei-en Fahrt. In Wohngebieten undsonstigen Ballungsräumen kannder Fahrer alleine den Elektroan-trieb aktivieren. Bis zu 50 Kilome-ter weit reichen die Reserven der9,1 kWh-Batterie im Vorderwa-gen. Und der e-tron Spyder istauch im Stadtverkehr zu zügigerFortbewegung in der Lage; dieHöchstgeschwindigkeit beträgtbis zu 60 km/h.

Die reguläre Verteilung derAntriebsmomente ist klar zuguns-ten der Hinterachse ausgelegt –entsprechend der Gewichtsvertei-lung des e-tron Spyder und derdynamischen Achslastverschie-bung bei der Beschleunigung:Ähnlich wie bei einem reinenMittelmotorsportwagen gelangenrund 75 Prozent der Momentenach hinten, 25 Prozent nachvorn. Wenn an einer AchseSchlupf auftritt, lässt sich dieseBalance dank der zentralen Steue-rung des gesamten Antriebs-systems in Verbindung mit demESP modifizieren – damit über-nimmt das Hybridfahrzeug vonAudi alle fahrdynamischen Vortei-le der quattro-Technologie. DieKombination aus TDI-Mittelmo-tor und den beiden Elektro-Aggregaten an der Vorderachsemacht es möglich, auch die Quer-dynamik des e-tron intelligent zu

steuern. Ähnlich wie das Sportdif-ferenzial bei serienmäßigenquattro-Fahrzeugen erlauben siedas so genannte „torque vecto-ring“, also das gezielte Beschleu-nigen einzelner Räder – es machtden e-tron Spyder noch dynami-scher und erhöht zugleich seineFahrsicherheit. Unter- und Über-steuern lassen sich nicht nur mitindividuellem Bremseneingriff,sondern auch durch einen millise-kundengenauen Leistungsschubkompensieren. Die Studie verhältsich selbst bei höchsten Querbe-schleunigungen vorbildlich neu-tral und eilt wie auf den sprich-wörtlichen Schienen durch dieKurve. Im Fahrwerk kommen ander Vorderachse doppelte Drei-eckslenker und an der Hinterach-se Trapezlenker aus Aluminium-Schmiedekomponenten zum Ein-satz – eine Geometrie, die sich imMotorsport als optimale Voraus-setzung für hohe Agilität, kom-promisslose Präzision und exaktdefiniertes Eigenlenkverhaltenbewährt hat. Das Setup vonFedern und Stoßdämpfern iststraff gewählt, bietet jedoch vielKomfort. Die direkt ausgelegteZahnstangenlenkung vermitteltfein differenzierte Rückmeldung.Ihre Lenkunterstützung erfolgtabhängig von der Geschwindig-keit, und zwar auf elektromecha-nischem Weg – der e-tron Spydermuss nur beim Lenken, nichtjedoch zur Geradeausfahrt Ener-gie aufbringen. Die Studie vonAudi rollt standesgemäß auf 20Zoll-Rädern im neuartigenLamellendesign, ihre Bereifungim Format 245/30 vorn und265/30 hinten sorgt für die nötigeBodenhaftung.

56 Audi e-tron Spyder

Kontakt:

Armin Götz

AUDI AG

I/GP-P85045 IngolstadtTel.: +49 (0)841/89-90703Fax: +49 (0)841/[email protected]

Das Fahrwerk

Axel Strotbek, Vorstand Finanz und Organisation, Thomas Sigi, Vorstand Personal- und

Sozialwesen, Peter Schwarzenbauer, Vorstand Marketing und Vertrieb, Rupert Stadler,

Vorsitzender des Vorstands, Michael Dick, Vorstand Technische Entwicklung und Frank

Dreves, Vorstand Produktion der AUDI AG, bei der Vorstellung des neuen Audi e-tron

Spyder auf dem Automobilsalon Paris 2010

Page 57: Media Mind Automobiltechnolgie 2011

An diesem Tag wurde dasWaisenhaus in Dazhou im Erd-bebengebiet der Provinz Sichnaneröffnet. Mit tatkräftiger Unter-stützung der AUDI AG Chinaerfolgte bei einem sehr emotiona-lem Festakt die Übergabe. Heuteleben dort 200 Waisenkinder.Wir möchten ein weiteres Waisen-haus in der bevölkerungsreichstenProvinz Henan initiieren.

Bitte helfen Sie uns mit einer Mit-gliedschaft oder einer Spende!Besuchen Sie unsere Hompageunter www.chinawaisen.de

21.08.2009

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Mit Unterstützung von Audi und dem Verein zur Förderung chinesischer Waisenkinder e.V. finden 200 Kinder eine neue Heimat

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CarTec, die Leitmesse für Elektro-mobilität fand vom 19. – 21. Oktober2010 auf dem Gelände der NeuenMesse München statt und zeigteElektrofahrzeuge, Speichertechno-logien, Antriebs- und Motorentech-nik und beschäftigte sich zusätzlichmit den Themen Energie, Infra-struktur und Finanzierung. Ein Test-gelände, auf dem Profikunden undEndverbraucher die neusten Elekt-rofahrzeuge testen und sich mit derTechnologie vertraut machen kön-nen, war ebenfalls integriert. An-gesprochen wurden Entwickler,Konstrukteure, Designer, Manager,Händler, Fuhrpark-Verantwortliche,private Fahrzeugkäufer sowie Ent-scheider aus Politik und öffentli-cher Hand. Parallel zur eCarTecfand zudem die LeichtbaumesseMATERIALICA – 13. InternationaleFachmesse für Werkstoffanwendun-gen, Oberflächen und ProductEngineering – statt. Durch denhohen prozentualen Anteil von Ver-tretern aus der Automobilbrancheentstand ein so gewollter Synergie-Effekt zwischen den beiden Messen. Mit dem Charakter einer Fach-messe, die technische Lösungen undEntwicklungsrichtungen in der Spei-chertechnologie, der Antriebs- undMotorentechnik, Elektrik/Elektroniksowie Energiemanagement zeigt,konnten die Münchner Messeveran-stalter den weltweit wichtigstenMarktplatz für Elektromobilität wei-ter ausbauen: Mit 12.317 Besuchern,388 Ausstellern aus 25 Ländernsowie rund 300 Teilnehmern des

begleitenden Fachkongresses hatdie eCarTec 2010 eine hervor-ragende Resonanz eingefahren.Die „großen“ Automobilherstellerwie BMW, Peugeot, Mitsubishioder Renault waren mit ihren Fahr-zeugen genauso vertreten, wie dieEnergieversorger E.ON, RWE,Vattenfall und EnBW, die Infra-struktur- und Ladelösungen anbo-ten. Aber auch viele Global Player

wie Siemens, Infineon, Panasonic,Philips, Robert Bosch, EBM-Papst,Johnson Control, Bitrode oderAVL List waren mit von der Partie.Robert Metzger, Geschäftsführerund Veranstalter der eCarTec:„Das enorme internationale Inter-esse an der eCarTec unterstreichtdie weltweite Bedeutung der Messeund dem Thema Elektromobilität.Viele Unternehmen haben erst indiesem Jahr erkannt, dass Elektro-autos sowie deren Technikkompo-nenten und die dazugehörigeInfrastruktur ein riesiger Markt mitgroßem Potenzial ist. Umfangrei-che Gemeinschaftsstände aus denNiederlanden, Ungarn, Slowenien,Österreich und Spanien zeigtengebündeltes Technologie KnowHow aus den jeweiligen Ländern.Die Messe ist sehr viel internatio-naler geworden als im letzten Jahr –

eCarTec –Join theeMobility Revolution!

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Internationale Fachmesse für Elektromobilität

2010 besuchten über 12.000 internationale Besucher die eCarTec

Wird bald auf den Straßen von Paris zu

sehen sein: Der Renault Twizy

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„Die eCarTec ist für uns eine her-vorragende Gelegenheit unserEngagement im Bereich der Elek-tromobilität zu kommunizieren.Einerseits mit Experten, aber auchmit Themen- und Fachinteressier-ten Publikum zu sprechen. Wirhaben eine sehr positive Resonanzauf unseren Auftritt und waren sehrüberrascht über die hohe Medienre-sonanz“, fasst Oliver Gschwandtnervon der BMW AG zusammen.„Das Fazit der eCarTec ist sehr posi-tiv. Es gab viele gute Interessenten-gespräche, aber auch viele Experten-gespräche mit Zulieferern undEnergieversorgern. Es hat sich rich-tig gelohnt als Aussteller vor Ort zusein“, so Knut Rieger von PeugeotDeutschland. Kai Schönenberg vonder e-Wolf GmbH: „Auf der eCar-Tec findet man sehr hochkarätigesPublikum mit ganz klarem Kaufin-teresse. Dort zeigt uns der B2B-Market was er genau haben möch-te.“ „Viele interessante technischeGespräche und ein hoher Anteil anMedienvertretern ergeben ein sehrgutes Resümee der eCarTec 2010,“Andrea Seidl, Vattenfall. AndreasZelles von der E.ON AG: „Wirwaren sehr gerne auf der eCarTecals Aussteller vertreten, weil wir hiersehr kompetente und informativeGesprächspartner treffen. Die Be-sucherfrequenz war sehr hoch –wir freuen uns schon jetzt auf dienächste eCarTec.“Die eCarTec findet immer imOktober auf dem Gelände der Neu-en Messe München – parallel zurLeichtbaumesse MATERIALICA –statt.

www.ecartec.de

Tec Award 2010, dem erstenBayerischen Staatspreis für Elektro-mobilität. Die zahlreichen interna-tionalen Teilnahmen sprachen fürdas enorme Interesse an dem zum

zweiten Mal durchgeführten Wett-bewerb. In der Jurysitzung wähltedie hochkarätig besetzte Jury dieinteressantesten Beiträge – je dreiBeiträge wurden pro Kategorienominiert (mehr dazu unterwww.ecartec.de). Mitglied der Jury war auch Prof. Dr.Josef Nassauer, Geschäftsführer derBayern Innovativ GmbH, die imAuftrag des Freistaats Bayern Kon-takte zwischen Unternehmern undauch Instituten für neue Entwick-lungskooperationen herstellt: „DieAutomobilindustrie nimmt wiederan Fahrt auf – in Deutschland, Eu-ropa und weltweit. Damit erhöhtsich auch die Innovationsdynamikbei neuen Technologien wie derElektromobilität. Diese ist ein wich-tiger Baustein in einem neuen, integ-rierten Mobilitätskonzept.“

59eCarTec – Leitmesse für Elektromobilität

sowohl auf Besucher- als auch aufAusstellerseite.“Die hauseigene eCarTec-Teststreckefand besonders großen Anklang beiden Besuchern: Rund 60 Elektro-fahrzeuge konnten vor Ort getestetwerden: Vom Segway, über Elektro-roller bis hin zu Klein- undSportwagen. „Wir wollten denBesuchern die Möglichkeit bietenElektromobilität hautnah zu erleben,ihnen Fahrspaß vermitteln. Über3000 Testfahrten in drei Tagen spre-chen eine klare Sprache. Die Test-strecke war ein absoluter Besucher-magnet“, so Robert Metzger,Geschäftsführer der MunichExpoVeranstaltungs GmbH und Veran-stalter der eCarTec.

Anlässlich der eCarTec lobten dieMünchner auch den BayerischenStaatspreis für Elektromobilität, deneCarTec-Award in sieben Katego-rien aus, der am 19. Oktober 2010vom Bayerischen StaatsministerMartin Zeil in einer feierlichenZeremonie verliehen wurde: Batte-riesysteme, Ladegeräte, Antriebs-technik - im Bereich der Elektro-mobilität ist in den nächsten Jahrenmit einem enormen technischenund wirtschaftlichen Fortschritt zurechnen. Innovative Ideen warenauch der Taktgeber für die insge-samt 113 Einreichungen zum eCar-

Aussteller hoch zufrieden

Kontakt:

MunichExpo Veranstaltungs GmbH

Zamdorfer Straße 10081677 MünchenDeutschlandTel.: +49 (89) 32 29 91-0Fax: +49 (89) 32 29 [email protected]

Münchens Oberbürgermeister Hep Monatzeder bei einer Probefahrt des E-Wolf

eCarTec Award –Bayerischer Staatspreis

für Elektromobilität

Der Auslandanteil von Besucher

betrug 2010 21,3%

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