Im Interview: Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Technologie-Vorstand der Schaeffler Technologies AG & Co. KG „Mehr Fahrkomfort und CO2-Reduzierung“ - AutomobilKONSTRUKTION

Im Interview: Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Technologie-Vorstand der Schaeffler Technologies AG & Co. KG

„Mehr Fahrkomfort und CO2-Reduzierung“

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Die Schaeffler-Gruppe erwartet in der nächsten Dekade eine rasche Elektrifizierung von Antriebsstrang und Fahrwerk. Technologie-Vorstand Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer erklärt in diesem Interview, an welchen Technologien sein Unternehmen arbeitet, was diese kennzeichnet und welche Konzepte bereits Serienreife erlangt haben.

Interview: Jürgen Goroncy, freier Mitarbeiter der KEM Automobilkonstruktion

KEM Automobilkonstruktion: Was bietet Schaeffler bereits für die Elektrifizierung an?
Gutzmer: Wir haben ein umfangreiches Portfolio. Beispielsweise bieten wir Komponenten für riemengetriebene Startergeneratoren oder elektrifizierte Nockenwellenversteller an, die schneller und in einem größeren Verstellbereich als hydraulische Systeme agieren. Für Fahrzeuggetriebe haben wir serienreife Lösungen zur Hybridisierung und arbeiten an sehr kompakten elektrischen Achsantrieben. Und im Chassisbereich haben wir die erfolgreiche Serieneinführung des elektromechanischen Wankstabilisators realisiert. Eine Zukunftsalternative sind Radnabenmotoren – zumindest für kleinere Fahrzeuge ohne extrem hohe fahrdynamische Anforderungen. Microcars bis hin zu Fahrzeuge im A-Segment können mit diesem Antrieb dynamisch, wendig, komfortabel und energieeffizient fahren und ein völlig neues Package erhalten. Hier sind wir indes noch im Forschungsstadium unterwegs.
KEM Automobilkonstruktion: Wie sieht es bei den traditionellen Produkten aus?
Gutzmer: Wir haben mit der elektrifizierten Kupplung eine Lösung entwickelt, die dem Handschaltgetriebe den Weg in die Hybridisierung ebnet und den preissensiblen A-, B- und C-Fahrzeugsegmenten neue Einsparpotenziale eröffnet. Drei verschiedenen Varianten übernehmen das Kuppeln entweder nur in bestimmten Fahrsituationen oder führen alle Kupplungsvorgänge vollautomatisiert aus. Schon die einfachste Teilautomatisierung MT Plus genügt für die Segelfunktion, mit der im künftigen WLTP-Verbrauchsmesszyklus der Kraftstoffverbrauch um mindestens drei Prozent sinkt, im Alltagsbetrieb in Verbindung mit einer ausgeklügelten Betriebsstrategie sogar um bis zu acht Prozent.
In der Ausbaustufe Clutch-by-Wire (CBW) wird die mechanische oder hydraulische Anbindung des Pedals an das Ausrücksystem entfernt und durch einen Pedalkraftsteller und einen mechatronischen Aktor ersetzt. Ganz ohne Pedal kommt die Variante „Elektronisches Kupplungsmanagement“ (EKM) aus. Hier detektiert der Sensor den Kupplungswunsch nicht am Pedal, sondern am Schalthebel.
KEM Automobilkonstruktion: Was haben der OEM und dessen Kunden davon?
Gutzmer: Die EKM ist eine ideale Grundlage für den 48-Volt-Hybridantrieb, der vom B- bis zum D-Segment eine Art Einstiegs-Elektrifizierung bilden kann. In Verbindung mit einer leichten und preiswerten Batterie mit beispielsweise einer Kilowattstunde Energieinhalt realisiert der etwa 20 Kilowatt starke Startergenerator Funktionen wie Segeln, Stopp-Start, Rekuperation, Boosten, Stauschieben oder elektrisches Einparken. Einspareffekt: mehr als 20 Prozent Kraftstoff im WLTP-Zyklus. Dieses Hybridmodul von Schaeffler wird einen Vollhybriden ersetzen, der bezüglich Kosten, Gewicht und Bauraum in diesen Segmenten kaum darstellbar ist.
KEM Automobilkonstruktion: Wann wird das Realität?
Gutzmer: Wir haben die Leistungsfähigkeit der 48-Volt-Hybridisierung bereits mit einer Reihe von Konzeptfahrzeugen demonstriert. Das kürzlich auf dem Wiener Motorensymposium präsentierte Gasoline Technology Car II auf Basis eines Ford Focus verfügt bereits über die zweite Ausbaustufe dieses Antriebskonzepts. Selbst sportlichen Fahrzeugen der Mittelklasse würde ein 48-Volt-Hybrid gut zu Gesicht stehen – siehe unser Konzeptfahrzeug Schaeffler System 48 V auf Basis eines Audi TT.
KEM Automobilkonstruktion: Setzt Ihr Unternehmen also auf 48 Volt?
Gutzmer: Das 48-Volt-Hybridmodul ist tatsächlich eine wesentliche Variante eines ganzen Hybrid-Modulbaukastens, den wir für eine Vielzahl von Antriebskonzepten entwickelt haben. Leistungs- und drehmomentstärkere Hochvolt-Varianten des sogenannten P2-Hybridmoduls – benannt nach dem Einbauort zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe – sind beispielsweise für Plug-in-Vollhybride in SUV und Oberklasse-Fahrzeugen geeignet. In Nordamerika werden wir ein solches P2-Hochvolt-Hybridmodul inklusive Drehmomentwandler ab 2020 für einen Light-Truck in Serie liefern.
Alternativ dazu wurden elektrische Achsen konzipiert, die aus einem ursprünglich frontgetriebenen ein flexibles Allradfahrzeug machen. Die bis 150 Kilowatt starken elektrischen Achsen sind auch mit einem oder zwei Gängen und mit Torque-Vectoring erhältlich und als Stand-Alone-Antriebslösung denkbar. Erste Serienaufträge für elektrische Achsen hat Schaeffler bereits in Europa, China und den USA erhalten.
KEM Automobilkonstruktion: Wie sieht es mit neuen Marktsegmenten aus?
Gutzmer: Einen weiteren Schwerpunkt der Elektrifizierung bildet das Fahrwerk. Auch hier fordert der Markt Power on demand, sprich, den Einsatz elektromechanischer Systeme, die den Kraftstoffverbrauch reduzieren und das Fahren angenehmer machen. Wir engagieren uns bei Omni Steer, einem Forschungsprojekt für Fahrwerke mit einzeln lenkbaren Rädern und elektrischen Antrieben. Neuartige Radaufhängungen ermöglichen größere Lenkeinschläge an der Vorder- und Hinterachse und sollen zusammen mit Abstands- und Spurassistenten für eine extreme Manövrierfähigkeit von speziellen Stadtmobilen sorgen – etwa für Behinderte sowie für Pflege- und Lieferdienste.
Wesentlich ausgereifter sind die Ideen zur Hinterachslenkung. Dieses Konzept hat die Prototypenphase bereits verlassen und wird derzeit in mehreren Kundenprojekten in Richtung Serie erprobt. Dort ist bereits unsere elektrische Wankstabilisierung angekommen, die bei verschiedenen Kunden auf 12-Volt-Basis und als 48-Volt-Anwendung zum Einsatz kommt. Sie wird noch weiteren Herstellern helfen, ein neues Kapitel in puncto Fahrwerkstechnologie zu schreiben und zugleich für mehr Fahrkomfort und eine CO2-Reduzierung sorgen. Das innovative System in Form eines Planetengetriebes mit integrierter Elektrik und Elektronik ersetzt die bislang üblichen hydraulischen Stabilisatoren und wurde als Modulbaukasten konzeptioniert, für verschiedene Spannungslagen, technische und Packageanforderungen und Fahrzeugsegmente.

Zur Person

PLUS

Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer (63) studierte in Stuttgart Maschinenbau mit den Schwerpunkten Verbrennungsmotoren und Transportwesen und promovierte dort. 1984 wechselte er in die Entwicklungsabteilung von Porsche nach Weissach. 2001 trat er in die Schaeffler-Gruppe ein. Nach verschiedenen Stationen verantwortet er heute als Vorstand die technische Produktentwicklung bei der Schaeffler AG. Außerdem hat er Lehraufträge am Karlsruher Institute of Technology und der Tongji Universität Shanghai.
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