Elektroauto, Blick auf die Batterien

Motorblock? Getriebe? Fehlanzeige: Elektroautos kommen mit wesentlich weniger Bauteilen aus als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. - Bild: Fotolia/Patrick P. Palej

Es gibt diese Tage, da scheint der Durchbruch der Elektromobilität zum Greifen nah. Im Email-Postfach ploppt die Pressemitteilung auf, dass Opel eine Elektroversion des Kleinwagen-Bestsellers Corsa ab 2020 in Spanien fertigen werde. Minuten später meldet Renault, den Bau spezieller Autohäuser, die ausschließlich E-Autos verkaufen. Und Tesla-Boss Elon Musk twittert, dass er 100.000 Elektro-Brummis verkaufen will – jährlich wohlgemerkt.

Sind also künftig nur noch Elektroautos auf unseren Straßen unterwegs? Autoexperte Professor Stefan Bratzel vom Center of Automotive Management sagt, ab 2020 sei mit einem exponentiellen Anstieg des E-Autoabsatzes zu rechnen.

Er prognostiziert: „Die derzeit vergleichsweise geringen Marktanteile sollten nicht darüber hinweg täuschen, dass ein massiver Umbruch der Antriebstechnologien in den nächsten zehn bis 15 Jahren bevorsteht.“ Die Verkäufe von Stromern werden laut CAM-Leiter Bratzel sprunghaft ansteigen.

„Befeuert von einer breiten Produktoffensive der globalen Hersteller und wegen einer verbesserten Ladeinfrastruktur ist von einem massiven Wachstum des E-Mobilitätsmarktes auszugehen.“ Im Jahr 2025 rechnet er in einem optimistischen Szenario mit weltweit 25 Millionen jährlich neu zugelassener E-Autos. „Diese könnten danach bis zum Jahr 2030 auf rund 40 Millionen elektrisch angetriebener Pkw steigen“, erklärt Bratzel.

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Spezielle Getriebelösungen für E-Autos

Das trifft insbesondere die Hersteller von Getrieben. Aktuelle Elektroautos wie der BMW i3 besitzen nur Vorwärts- und Rückwärtsgang. Von einer hohen Wertschöpfungstiefe können die Getriebehersteller hier nicht mehr sprechen.

Doch es gibt einen Hoffnungsschimmer: Verstärkt setzen Autobauer auf zweistufige Getriebe für ihre Elektromodelle. Insbesondere die Hersteller von Nutzfahrzeugen benötigen für ihre Fahrzeuge mit Steckdosenanschluss spezielle Getriebelösungen. Das Getriebe stirbt also nicht aus, muss aber für die Elektromobilität angepasst werden.

Hoerbiger Drive Technology hat auf diesen Trend reagiert. Der Unternehmensbereich Drive Technology hat sein Versuchszentrum in Peiting um zwei Prüfstände erweitert.

"Ein massiver Umbruch der Antriebstechnologien steht der Automobilindustrie in den nächsten zehn bis 15 Jahren bevor." -Prof. Stefan Bratzel, Leiter Center of Automotive Management

Die setzt das Unternehmen unter anderem für die Erprobung von Komponenten und Systemen für Elektro- und Hybrid-Antriebe ein. Auf den beiden Prüfständen testen die Mitarbeiter Anwendungen und Systeme, die mit den klassischen Synchronisierungs-Produkten von Hoerbiger sehr eng verwandt sind. Wesentliches Entwicklungsziel ist, die Energieeffizienz bei Autos zu erhöhen.

„Mit den neuen Prüfständen kann Hoerbiger Kupplungen und innovative Schaltelemente erproben, beurteilen und optimieren“, sagt wie Dr. Ansgar Damm, Leiter Forschung und Entwicklung bei Hoerbiger Drive Technology.

„Beides wird für Hoerbiger immer wichtiger, denn wir wollen für unsere Kunden bei den Themen Effizienz, Hybridisierung und Elektro-Fahrzeuge ein kompetenter Ansprechpartner sein und ihnen passende Produkte liefern.“ Die ersten Kundenprojekte laufen bereits, sind aber noch nicht in Serie gegangen.

Autoindustrie wichtiger Kunde der WZM-Branche

Hoerbiger ist, wie auch die Getriebehersteller selbst, Anwender von Werkzeugmaschinen. Ohnehin ist der Automobilsektor ein wichtiger Markt für die zerspanende Industrie. Derzeit läuft das Geschäft mit Werkzeugmaschinen sehr gut. Die deutsche Werkzeugmaschinenindustrie stellt einen Produktionsrekord nach dem anderen auf.

„Damit sich der stetige Aufschwung der vergangenen Jahre auch in Zukunft fortschreiben lässt, muss die Werkzeugmaschinenindustrie am Ball bleiben und sich immer wieder neu erfinden“, sagt Dr. Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender des VDW (Verein Deutscher Werkzeugfabriken), insbesondere mit Blick auf die Elektromobilität.

Maschinen für die Metallbearbeitung stehen mitten im industriellen Fertigungsprozess. Jede Entwicklung bei OEMs und Zulieferern tangiert sie daher unmittelbar.

„Obwohl sich die öffentliche Debatte stark um die Automobilindustrie dreht, sind wir als Ausrüster von potenziellen Änderungen bei den Fahrzeugantrieben ebenso betroffen“, so Prokop. Für die vielen mittelständischen Firmen aus der WZM-Branche, deren größter Kunde die Automobilisten sind und die sich mit ihrem Angebot voll auf sie eingestellt haben, ist dies eine große Herausforderung.

Autobauer planen Modelloffensiven

Deswegen erarbeitet der VDW gemeinsam mit VDMA eine eigene Studie, die die Folgen der Elektromobilität für die Branche beleuchten soll. Ende März soll die Studie erscheinen.

Ein wichtiges Ergebnis verriet Prokop aber schon jetzt. So berechneten die Studienmacher laut dem VDW-Vorsitzenden den Anteil rein elektrogetriebener Autos bis 2030 mit etwa einem Fünftel der Neuzulassungen. „Hingegen sollen 60 Prozent der Neuzulassungen Hybridfahrzeuge in unterschiedlichen Kombinationen sein, und das mit steigender Tendenz. Der Anteil von Fahrzeugen mit reinen Verbrennungsmotoren geht damit zurück – trotz weiterer Optimierungen“, berichtet Prokop.

Die angekündigten Modelloffensiven der großen Hersteller von BMW über Daimler und VW bis hin zu Opel bestätigen, dass in den kommenden Jahren viele Milliarden Euro in den Umstieg auf Hybrid- und vollelektrische Antriebe fließen.

Video: Grob-Fertigungslinien bei Audi

Auch das Elektrofahrzeug braucht die Werkzeugmaschine

Grund zur Panik für die WZM-Branche besteht laut Prokop wegen der Elektromobilität allerdings nicht. „Der damit ausgelöste Rückgang des Zerspanvolumens wird einerseits überkompensiert durch die weltweite Zunahme der Gesamtzulassungen von Pkw – angetrieben vor allem durch den steigenden Bedarf in China.“ Auch die höhere Komplexität optimierter Verbrennungstechnik kombiniert mit elektrischen Antriebskonzepten schaffe vermehrten Bearbeitungsbedarf.

"Der ausgelöste Rückgang des Zerspanvolumens wird überkompensiert durch die weltweite Zunahme der Gesamtzulassungen." - Dr. Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender Verein Deutscher Werkzeugfabriken

„Weiterhin steigen die Anforderungen an hochpräzise Produktionstechnik“, ergänzt Prokop. Beispiele dafür seien:

  • Die Reduzierung der Geräuschemissionen im Getriebebau.
  • Der höhere Verschleiß von Bauteilen, der beispielsweise beim Umschalten vom Elektro- auf den Verbrennungsmotor bei höheren Geschwindigkeiten entsteht.
  • Die stärkere Auslegung von Bremssystemen, die aufgrund des Batteriegewichts notwendig wird.
  • Die flächendeckende Ausrüstung mit Turboladern.

Hinzu kommen Produktionssysteme für die Fertigung von Komponenten für elektrische Antriebe. „Bereits diese wenigen Beispiele zeigen anschaulich, was Fertigungstechnik in diesem Segment künftig leisten muss“, betont Prokop. Allein deshalb behalte die Werkzeugmaschine auch künftig ihre hohe Bedeutung im Fertigungsprozess der Automobilin­dustrie bei. Werkzeugmaschinenhersteller, die Lösungen für die oben genannten Anforderungen finden, könnten von der E-Mobility gar profitieren.

Grob-Werke bereit für E-Mobility

Im Unterallgäu machen sich derweil die Grob-Werke fit für die Mobilität der Zukunft. „Das Thema Elektromobilität ist in aller Munde und beeinflusst im Moment sehr intensiv die Entwicklungen im Automobilbereich. Sowohl Automobilisten als auch Maschinenbauer wie wir sind von diesen Veränderungen betroffen und arbeiten an innovativen Lösungen für die Zukunft“, erklärt das Unternehmen gegenüber unserer Zeitung.

Laut Grob ist es sicher, dass das Elektroauto irgendwann mit seinem Batterie betriebenen Antrieb und damit einem völlig veränderten Antriebsstrang zum Massenphänomen werde. Dann werden sich nicht nur die Verbrennungsmotoren mit Komponenten wie Einspritzpumpen, Kolben, Nockenwelle und Turbolader reduzieren, sondern auch die klassischen Getriebe, die gesamte Abgasanlage und der Ölkreislauf.

Anfragen für Projekte mit Elektroantrieben enorm gestiegen

Daher hat Grob bereits vor drei Jahren begonnen, die Komponenten des zukünftigen Antriebsstrangs zu untersuchen. Sehr schnell kristallisierte sich heraus, dass der Elektromotor in seinen verschiedenen Ausprägungen (Synchronmotor, fremderregter Asynchronmotor und Hybrid-Motor) ein wichtiges Bauteil für die zukünftige Entwicklung von Maschinen in der Massenproduktion darstellt. So gelte für Grob die Philosophie, dass die Herstellung von Maschinen für den Elektromotor im Automobil gleichbedeutend ist mit der Herstellung von Maschinen für Komponenten des Verbrennungsmotors.

Vor dem Hintergrund der automobilen Transformation und der zunehmenden Bedeutung der Elektromobilität seien die Anfragen bei Grob für Projekte mit Elektroantrieben enorm gestiegen. Nahezu jeder Autohersteller hat zwischenzeitlich Hybrid- oder reine Elektrofahrzeuge in seinem Programm, mit der Konsequenz, dass das Unternehmen aus Mindelheim aktuell mehrere Projekte für Elektroantriebe der internationalen Automobilindustrie abwickelt.

Grob arbeitet eng mit Autobauern zusammen

Alles Projekte, die Grob realisieren kann, da bereits eine Vielzahl von Spezialisten und Entwicklungsingenieuren in diesem Bereich arbeitet. Sie haben in enger Zusammenarbeit mit namhaften Automobilherstellern die wesentlichen Komponenten Elektromotor und Batteriemodul in die Vorausentwicklung aufgenommen. Außerdem haben sie eine Vielzahl von Technologieprozessen für die Herstellung und Auslegung der Statoren analysiert und zur Weiterentwicklung gebracht. 

Jetzt sei Grob in der Lage, weitere größere Projekte als Generalunternehmer für den kompletten Antriebsstrang für Hybrid- oder reine Elektroantriebe in Auftrag zu nehmen. Der Maschinenbauer bietet Maschinen und Anlagen für Elektromotoren, Batteriemodul, Batteriepack wie auch Brennstoffzellen an und kann diese zukünftig prozesssicher für die Serienfertigung produzieren.

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