A&T 12/2020

12 | DEZEMBER 2020

www.auto-wirtschaft.ch NEWS Techniktrends

FACHWISSEN Medienspaltmotor Zur Elektrifizierung der Abgastur­ bolader verwenden verschiedene Zulieferer unterschiedliche Moto­ ren und positionieren diese an di­ versen Stellen. Der Cross-Charger platziert seinen Medienspaltmotor ganz auf der Verdichterseite.

BLEIBEN SIE IN ERINNERUNG – MIT HOCHWERTIGEN Personalisierbare WERBEARTIKELN! Masken mit Nasenclip.

DONALD

Artikel Nr. 4404402 Mindestbestellmenge 60 Stück

Notizblock BEREZINO

Stück ab CHF

Artikel Nr. 4099701

4.60

Stück ab CHF

3.60

TECHNIK Atomare Nanobeschichtungen Im industriellen Massstab aufgetragene Beschichtungen, die so dünn sind wie ein einziges Atom, könnten in Akkus für Elektrofahrzeuge angewandt Reichweiten von weit über 1000 Kilometern ermöglichen.

Glasflasche GUSHI

Artikel Nr. 5211421

Stück ab CHF

Ladegerät BRYAN aus Bambus

3.80

Artikel Nr. 2632500

Einkaufstasche SIGGO

Artikel Nr. 1703001

Rucksack GROSSOTTO

Smart-Grid-Forschungsprojekt Ein Forschungsprojekt zum Thema intelligente Stromnetze untersucht die Auswirkungen, Möglichkeiten und Chancen der Sektorenkopp­ lung von E-Mobilität, erneuerbaren Energien und dem elektrischen Stromnetz.

Stück ab CHF

aus Polyester

12.50

Artikel Nr. 6418701

Stück ab CHF

1.70

Stück ab CHF

30.90

Schlüsselanhänger RENA Artikel Nr. 4706232

Stück ab CHF

1.10

LAUFSTEG Testfahrzeug Mazda3 Mazda stellte den Skyactiv-XMotor, der auch im Mazda3 zum Einsatz kommt, am Autosalon 2018 in Genf vor und bestätigte damit, dass ein quasi selbstzün­ dender Benzinmotor zur Serienrei­ fe entwickelt werden kann.

Becher PRALI aus Keramik

Artikel Nr. 7405401

Stück ab CHF

3.70

Visitenkartenhalter PINGU Artikel Nr. 2400132

Kugelschreiber AMMAN aus Kunststoff

Artikel Nr. 2026706

Stück ab CHF

7.80

Stück ab CHF

0.45

Noch Fragen? Rufen Sie uns an!

Giuseppe Cucchiara und Juan Doval beraten Sie gerne: Telefon 043 499 18 60 oder E-Mail: gcu@awverlag.ch | jd@awverlag.ch

www.awverlag.ch

A&W Verlag AG Riedstrasse 10 CH-8953 Dietikon

awverlag.ch info@awverlag.ch T +41 43 499 18 60

4000 L ÜBERARTIKE E B WER motionalro de aw.pop.com/ sh

Preise: Alle Werbeartikel sind pro Stück ohne Werbeanbringung, exkl. MwSt. und Porto. Mindestbestellmenge beachten.

Preisänderungen und Irrtürmer bleiben vorbehalten.

56 12/20 NEWS

IAV / LOUISENTHAL

NEUES HEIZKONZEPT ERHÖHT REICHWEITE VON BEV Bild: Louisenthal

D

er Engineering-Spezialist IAV und Louisenthal, Technologieführer bei der Her­ stellung von Sicherheitsfo­ lien und -papieren für Banknoten, haben in einem gemeinsamen Projekt ein energieeffizientes Heiz­ konzept für E-Fahrzeuge entwickelt.

Hauptkomponente ist eine dünne, kostengünstige und leicht zu verar­ beitende Folie von Louisenthal. Auf der sogenannten SmartMesh-Folie befindet sich ein Netzwerk von Leiterbahnen, und bei Anlegen der Betriebsspannung erwärmt sie sich und gibt Wärmestrahlung an den In­ nenraum und die Fahrzeuginsassen ab. Die Folien lassen sich problemlos in Türen, der Mittelkonsole und dem Dachhimmel integrieren und sind im Heizkonzept von IAV und Louisenthal zusätzlich zum serienmässig ver­

Die SmartMesh-Folien beinhalten ein Netzwerk von Leiterbahnen und lassen sich problemlos in Türen, der Mittelkonsole und dem Dachhimmel integrieren.

bauten Heizsystem in das Fahrzeug eingebettet.

IAV hat den Einsatz der Folie in Fahrzeugverkleidungen mit einer 3D-CFD-Software simuliert und die Funktionsweise mittels eines De­ monstrators an einer PW-Türinnen­ verkleidung dargestellt. Das Ergeb­ nis der Simulation: Zum einen lässt sich bei niedrigen Aussentemperatu­ ren für Fahrer und Passagiere dank der zusätzlich integrierten Heizfolien in kürzerer Zeit ein behagliches In­ nenraumklima erreichen. Zum an­ deren kann nach der Aufheizphase der Gesamtenergiebedarf für die Innenraumbeheizung aufgrund der emittierten Wärmestrahlung um bis zu 20 Prozent gesenkt werden. Da­ durch steigt die Reichweite des Fahr­ zeugs – im besten Fall um bis zu 6 Prozent. (pd/sag)

NSK

N

SK hat reibungsarme Radlager (Hub Unit Bearings; HUBs) speziell für Elekt­ ro- und Hybridfahrzeuge entwickelt – die aber selbstverständ­ lich ebenso in Fahrzeuge mit Ver­ brennungsmotor eingebaut werden können. Als ein weltweit führender Hersteller von Radlagereinheiten richtete NSK seine Entwicklungs­ anstrengungen auf die Reduzierung der inneren Reibung dieser Lager. Zu den Stellgrössen gehört die Zusam­ mensetzung und Konsistenz des Schmierstoffs. Deshalb optimierten die Entwickler zunächst die Konsis­ tenz des Grundöls. Damit konnten sie die Reibung verringern, weil die im Lager und somit im Schmierstoff rotierenden Kugeln auf geringeren Widerstand treffen. Um die Reibung noch weiter zu verringern, kommt

Bild: NSK

REIBUNGSARME RADLAGER FÜR ELEKTROFAHRZEUGE

Die reibungsreduzierten Radlagereinheiten leisten einen Beitrag zu verringertem Energieverbrauch und höherer Reichweite insbesondere bei elektrifizierten Autos.

eine andere Art von Verdickungs­ mittel zum Einsatz. Dadurch wird der Schmierstoff härter und gelangt in eine tribologisch bessere Position innerhalb des Lagers. Das verringert ebenfalls den Widerstand, gegen den die Kugeln beim Rotieren ar­ beiten müssen.

Das Ergebnis dieser Entwicklung kann sich sehen lassen: Die neuen HUB-Einheiten weisen eine um bis zu 30 % geringere Reibung auf. Da­ bei werden wichtige Parameter wie vor allem die Zuverlässigkeit und Le­ bensdauer nicht beeinträchtigt. NSK hat ermittelt, dass HUBs, die mit dem neu entwickelten Schmierfett gefüllt sind, den Stromverbrauch von Elektrofahrzeugen um rund 0.6 % senken können. Das entspricht einer Reduzierung des Batteriegewichts um 1.4 kg. (pd/sag)

BURGER Bio die effiziente b BURGER Engineering AG ­

NEWS 12/20 57

MAGNA

KAMERA-MONITORING-SYSTEM MIT ERWEITERUNGEN Bild: Magna

M

it dem Auftrag eines globalen Automobilher­ stellers kommt die Spiegeltechnologie Clear­ view von Magna 2022 in mehreren Fahrzeugmodellen auf den Markt.

Clearview ist ein vollständiges Kamera-Monitoring-System mit erwei­ terten Funktionen und basiert auf einer Kombination aus Kamera- und Spiegeltechnologie mit intelligenten Bildverarbeitungssystemen, Elektro­ nik und Software.

Der Clearview-Innenspiegel hat ein rahmenloses Design und bietet die Möglichkeit, elektronisch zwischen einem herkömmlichen Rückspiegel und einem Videodisplay zu wech­ seln. Er verfügt über ein anpassbares Sichtfeld, das bis zu drei Kameraan­ sichten gleichzeitig anzeigen kann.

Dies ist besonders hilfreich, wenn

Der Innenspiegel zeigt ein anpassbares Live-Video-Bild von mehreren Kameras an, die an der Längs- und Rückseite des Fahrzeugs angebracht sind.

durch weitere Passagiere, Fracht und/ oder Anhänger die Sicht des Fah­ rers nach hinten eingeschränkt ist.

Darüber hinaus kann das Herstelleroder Fahrzeuglogo durch eine TouchSchnittstelle eingefügt werden kann.

In den Clearview-Aussenspiegeln ist jeweils eine Kamera integriert, die ein Live-Bild der rückwärtigen und seitlichen Umgebung liefert. Die Ka­ meras sind an der breitesten Stelle des Fahrzeugs angebracht, um ein maximales Sichtfeld zu ermöglichen und damit die Sicherheit des Fahrers zu verbessern. Der Aussenspiegel verfügt auch über Sicherheits- und Komfortfunktionen wie SurroundView-Kameras, Tote-Winkel-Assis­ tenten, ist automatisch abblend- und anklappbar und kann mit zusätzlichen Front- und Rücklichtern ausgestattet werden. (pd/sag)

WISSENSCHAFTLICHE GESELLSCHAFT FÜR PRODUKTIONSTECHNIK WGP

GEBAUTE ZAHNRÄDER BRINGEN GEWICHTSREDUKTION Bild: IFU Stuttgart

D

ie WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produkti­ onstechnik) hat sogenannte gebaute Zahnräder entwi­ ckelt, die durch die Kombination unter­ schiedlicher Materialien im gebauten im Vergleich zum Vollkörper-Zahnrad eine Gewichtsreduktion um 60 % bei gleichbleibender Funktionalität bieten. Dazu wurde das Zahnrad «aufgeteilt» in den Zahnradkörper, der das Drehmoment aufnimmt oder weiterleitet, die Anbindung des Rades an die Welle und den Zahnkranz, der aufgrund der hohen Drehmomente und Kontaktdrücke, die auf ihn ein­ wirken, besonders belastbar und ver­ schleissfest sein muss. Die Forscher haben daher für den Zahnkranz einen hochfesten Werkstoff gewählt, der für den Zahnradkörper wiederum nicht notwendig war.

Gebautes Zahnrad: Links sind der Zahnkranz und das scheibenartige Rohteil vor dem Umformfügeprozess und rechts nach dem Umformprozess zu sehen.

!

oREINA TP biologische Spaltanlage

In einem ersten Verfahren fügten die Wissenschaftler zu Paketen ge­ stapelte Scheiben aus Blech in den auf 200 °C erwärmten Zahnkranz ein. Neu ist dabei zwar nicht der thermische Fügeprozess, jedoch die Verwendung paketierter Blechzahn­ radkörper. Bei Variante zwei wurde ein Stahl- bzw. ein Aluminiumkörper ohne Erwärmung in den Zahnkranz hineingepresst. Dieses Umform­ fügeverfahren benötigt zwar mehr Kraft als das konventionelle Schmie­ den eines einteiligen Zahnrads und die Umformwerkzeuge verschleissen erwartungsgemäss schneller.

Gegenüber dem Paketieren wird je­ doch die Energie für die Erhitzung auf 200 °C eingespart. So ist das Kaltfliesspressen trotzdem deutlich energieeffizienter als bisherige Ver­ fahren. (pd/sag)

ohne Pulver bedienerfreundlich platzsparend robust

3053 Münchenbuchsee ­ www.burger­engineering.ch ­ Tel: 031 938 88 70

58 12/20 FACHWISSEN

dann weiter zum Ladeluftkühler, zur Drosselklappe und in den Brennraum strömt.

Bild 1. Der Medienspaltmotor im CrossCharger wird von der a­ ngesaugten Luft durchströmt und damit auch gekühlt.

Medienspaltmotor

ELEKTRISCHER ANTRIEB Die Elektrifizierung der Abgasturbolader ist gerade am Anlaufen. Verschiedene Zulieferer ver­ wenden unterschiedliche Motoren und positionieren diese an diversen Stellen. Als interessante Variante platziert der Cross-Charger seinen Medienspaltmotor ganz auf der Verdichterseite.

Text: Andreas Lerch | Bilder: G+L innotec GmbH, Lerch

D

ank einem elektrischen Antrieb gelingt es, den Ab­ gasturbolader den Eigen­schaften des Verbren­ nungsmotors noch besser anzupas­ sen. Die Probleme machen sich aber auch hier in den Details bemerkbar.

Eines der wesentlichen Probleme ist wohl die Massenträgheit des elektromotorischen Rotors. Dieser Rotor muss genau wie das Laufzeug des Turbos mitbeschleunigt werden.

Daneben muss der Elektromotor auch die Strahlungswärme des Abgasturboladers aushalten.

Cross-Charger Zusammen mit dem österreichischen Entwicklungsdienstleister AVL hat die deutsche Firma G+L innotec GmbH den Medienspaltmotor für die Abgasturboladeranwendung wei­terentwickelt. Grundsätzliches Ziel war es, den Motor aus wärme­ technischen Überlegungen nicht zwischen Verdichter und Turbine einzubauen, sondern diesen auf die Verdichterseite zu verlagern. Dazu muss aber die gesamte Ansaugluft

durch den E-Motor hindurchströmen, und man entschied sich deshalb für einen Medienspaltmotor.

Dabei handelt es sich um einen innenlaufenden permanenterregten Synchronmotor. Im Verhältnis zum Rotoraussendurchmesser ist der Statorinnendurchmesser überdi­ mensional gross, und durch diesen «Luftspalt» strömt das Medium.

Das muss nicht unbedingt Luft sein; Medienspaltmotoren werden auch zur Förderung von explosiven Gasen, Stäuben, Pasten oder Flüssigkeiten eingesetzt. Dabei strömen eben die Medien zwischen Rotor und Stator zur Fördereinrichtung. Dies ist beim Abgasturbolader die Luft, welche vom Luftfilter und Luftmas­ senmesser zum Verdichterrad und

Permanenterregte Synchronmaschine Ein Elektromotor besteht grundsätz­ lich aus einem statischen Magnetfeld und einem Drehfeld. Das eine Mag­ netfeld befindet sich auf dem Rotor, das andere auf dem Stator. Beim Drehstrommotor bestromen drei um 120° verschobene sinusförmige Wechselstromsignale drei, sechs, neun oder zwölf um den Rotor ver­ teilte Statorspulen in abwechselnder Reihenfolge. Im Bild 2 ist eine per­ manenterregte Synchronmaschine gezeichnet. Hat die rote Phase den positiven Scheitelpunkt erreicht, ist das Magnetfeld in der roten Spule am stärksten und zieht den Südpol des permanentmagnetischen Rotors an.

60° später zieht die blaue Spule den Südpol an und 60° später die grüne Spule. Dazwischen erreichen die Spulen ja immer auch den negativen Peak. In diesen Momenten ziehen sie natürlich den Nordpol des Rotors an.

So wird der Rotor mit einer der Wech­ selstromfrequenz proportionalen Drehzahl im Uhrzeigersinn getrieben.

Je kleiner der Luftspalt, desto stärker wird die magnetische Kraftwirkung und damit das Rotordrehmoment.

Je schwerer jedoch der Rotor ist, desto mehr Kraft muss aufgewendet werden, um seine Massenträgheit zu überwinden. Demzufolge muss der Konstrukteur der Masse ein grosses Augenmerk widmen.

Liegen die Betriebstemperaturen im «normalen Bereich», ist die Maschine nicht temperaturabhängig.

Die Lackisolation der Kupferdrähte schmilzt aber bei einigen hundert

Bild 2. Prinzipbild einer permanenterregten ­Synchronmaschine mit dem d­ reiphasigen Wechselstrom, welcher für das Drehfeld verantwortlich ist.

FACHWISSEN 12/20 59 FRAGEN 1. Nennen Sie drei Beispiele für die Massenträgheit.

2. Warum wird beim konventionellen ATL die Turbine des Laufzeuges schwerer gebaut als der Verdichter?

3. Warum benötigt der Cross-Charger besonders starke Permanentmagnete?

LÖSUNG ZUR AUSGABE 11/2020 1. Druckverhältnis und Drehzahl werden grösser.

2. d = 47.27 mm

Bild 3. Der Cross-Charger in einer Schnittzeichnung. 1 Ansaugrohr – 2 Kühlbleche – 3 Statorwicklungen – 4 Weicheisenkern – 5 permanenterregter Rotor – 6 Armierung mit integrierter Verdichterradmutter – 7 Verdichterrad – 8 Läuferwelle – 9 Motorenöl – 10 Wastegate – 11 Turbinenrad.

Grad, und auch die magnetische Feldstärke der Permanentmagnete wird bei grosser Hitze schwächer.

Die E-Maschine Das sind genau die Schwierigkeiten, mit denen sich die Konstrukteure des Cross-Chargers beschäftigen muss­ ten. Entwicklungsschwerpunkte la­ gen beim Massenträgheitsmoment, dem Drehmoment, der Lager- und der thermischen Belastung.

Rotor Um die Festigkeit bezüglich der Tem­ peraturen und extremen Fliehkräften zu garantieren, aber trotzdem über sehr hohe magnetische Kräfte zu verfügen, werden Vollmagnete aus Neodym, Eisen und Bor eingesetzt.

Zusätzliche Legierungsmaterialien müssen zur Warmfestigkeit beige­ geben werden. Technische Daten zur Remanenzflussdichte (= Restmagne­ tismus) werden vom Hersteller nicht angegeben. Im Bild 3 ist erkennbar, dass der zylinderförmige Vollmagnet nicht einmal eine Bohrung für die Welle enthält. Durch die metallische und magnetisch nichtleitende Ar­ mierung wird der Magnet geschützt und mit der Welle verbunden. Die Armierung ersetzt in diesem Sinn auch die Gewindemutter, welche bei herkömmlichen Turboladern das Verdichterrad mit der Welle verbindet. Natürlich tragen Magnet und Armierung mit ihrer Masse zum Gewicht des Laufzeugs und damit zur

Massenträgheit bei. Nach Angaben der Entwickler nimmt die Masse des Laufzeugs im Vergleich zum Serien­ bauteil in der Grössenordnung von knapp 40 g und das Massenträgheits­ moment um 5.5 % zu. Durch die in die Armierung integrierte Wellenmutter musste die Welle mit dem Laufzeug nicht überarbeitet werden. Durch die Zusatzmasse des Vollmagneten wird die Schwerpunktlage des Laufzeugs gegenüber dem Original sogar ver­ bessert. DieTurbine aus ist aus bedeu­ tend schwererem Material gefertigt als das Verdichterrad aus Aluminium.

Somit kann die Schwerpunktlage der gesamten Wellenmasse durch den angeflanschten Magneten verbessert werden, und die Lagerung muss trotz der etwas schwereren Wellenmasse nicht überarbeitet werden.

Stator Der Innendurchmesser des Stators entspricht genau dem Innendurch­ messer des Ansaugrohres. Das gesamte Statorpaket ist als Einheit vergossen, welche an das Verdich­ tergehäuse angebaut werden kann.

Der Weicheisenkern besteht aus optimiertem Elektroblech. Dieses ist häufig kaltgewalztes, siliziumlegier­ tes Stahlblech, welches sich sehr schnell magnetisieren, aber auch sehr schnell entmagnetisieren lässt, also eine äusserst kleine magnetische Hysteresisfläche aufweist. Dazu wird es geometrisch so ausgelegt, dass der magnetische Fluss optimal

gelenkt werden kann. Die Querschnit­ te müssen so gewählt sein, dass das Eisen durch den magnetischen Fluss nicht ganz gesättigt wird, die Nutflächen aber trotzdem für die Kup­ ferleitungen möglichst gross bleiben.

Durch die damit erreichten kleinen Eisenverluste wird der Magnetismus auch bei hohen Frequenzen optimal vom Rotor auf den Stator (und zu­ rück) geleitet und der Nachteil des grossen Luftspalts wird weitgehend aufgehoben.

Der Wirkungsgrad der in dieser Weise optimierten Motoren befindet sich mit 95 % auf dem Niveau anderer

3. In diesem Punkt arbeitet bei einem E-Turbo die E-Maschine nicht (weder als Motor noch als Generator).

hochwertiger Drehstrommotoren.

Dadurch wird es möglich, das Laufzeug von Abgasturboladern sehr schnell zu beschleunigen und diese bei Bedarf im gesamten Kennfeld zu unterstützen (Boost on Demand).

Durch den guten Wirkungsgrad kann auch kinetische in elektrische Energie rekuperiert werden. Dadurch wird der Cross-Charger auch für Hybridfahrzeuge interessant und kann Emissionen vermindern und Reichweiten verlängern, da der Ver­brennungsmotor mehrheitlich in op­timalen Verbrauchsbereichen fah­ren kann.

Bild 4. Der Medienspaltmotor wird präzise in das Verdichtergehäuse eingepasst und kann so den konventionellen Turbolader elektrifizieren.

60 12/20 TECHNIK

und durch die Nanobeschichtung entsteht eine sogenannte Artificial Solid-Elektrolyte Interphase (A-SEI), die gegenüber bisherigen SEI über eine deutlich bessere Leistungsfä­ higkeit verfügt. In der Folge werden die Langlebigkeit, die Sicherheit und die Kapazität deutlich gesteigert.

«Dadurch kann ein E-Auto entweder mit kleineren Batterien weit über 1000 Kilometer oder mit grösseren Akkupacks in Zukunft sogar über 2000 Kilometer ohne Nachladen fahren», stellt SALD-CEO Frank Ver­ hage in Aussicht. Dabei ermöglichen SALD-Akkus nicht nur signifikant mehr Reichweite für E-Autos als heutige Batteriezellen, sondern kön­ nen gemäss SALD BV auch fünfmal schneller geladen werden. So könnte ein E-Auto dereinst binnen 10 min zu etwa 80 % und in 20 min vollständig geladen werden.

Akkus für E-Fahrzeuge (hier der Batteriezusammenbau bei Audi) könnten dank SALD mehr Energie speichern.

Atomare Nanobeschichtungen

DÜNNE SCHICHTEN SORGEN FÜR GROSSE REICHWEITEN Mit einem neuen Verfahren können im industriellen Massstab Beschichtungen aufgetragen werden, die so dünn sind wie ein einziges Atom. In Akkus für Elektrofahrzeuge angewandt, könnte das Spatial Atom Layer Deposition genannte Beschichtungsverfahren deren Reichweite auf weit über 1000 Kilometer erhöhen und die Ladezeiten massiv verkürzen. Text: Stefan Gfeller | Bild: Audi

D

as SALD-Beschichtungs­ verfahren (Spatial Atom Layer Deposition) ist von den deutschen FraunhoferInstituten und der staatlichen nieder­ ländischen Forschungseinrichtung The Netherlands Organisation (TNO) gemeinsam entwickelt worden.

Die Vermarktung zur industriellen Massenfertigung übernimmt die eigens dazu gegründete Firma SALD BV. Beim SALD-Verfahren werden atomare Nanobeschichtungen dreidimensional auf Oberflächen aufgetragen. Jede Schicht ist so

dünn wie ein einzelnes Atom, die nebeneinanderliegend die Oberflä­ che umschliessen. Dabei ist eine einzelne Ebene ca. 1.1 Ångström dünn (0.11 nm), und mit jeder Schicht können jeweils andere Materialien aufgebracht werden, so dass es zu einer chemischen Reaktion mit der zuvor aufgetragenen Substanz kommt. Als Oberflächenmaterialien können etwa Metalle, Oxide, Nitride, Sulfide, Fluoride oder andere Stoffe verwendet werden, und die jeweilige chemische Reaktion verändert die Funktionalität der Gesamtoberfläche.

Durch diese Vielzahl der mögli­ chen Kombinationen ergibt sich ein riesiges Funktionsspektrum – je nachdem, welche Materialien in welcher Reihenfolge und in wie vielen Schichten aufgetragen wer­ den. So lassen sich auf beinahe beliebigen Oberflächen funktional völlig unterschiedliche Substanzen, komplexe Verbindungen, Polymere und hybride organische und anorga­ nische Materialien erzeugen. Dabei sind die entstehenden Oberflächen trotz der hohen Funktionalität extrem dünn: Neun aufeinander aufgebrach­ te Schichten besitzen eine Dicke von etwa 1 nm.

Anwendung in Akkumulatoren Grundsätzlich stellen SALD-Akkus eine Weiterentwicklung der heuti­ gen Lithium-Ionen-Technologie dar,

BERATUNG, DRUCKSACHEN, TEXTIL, STICKER...

• • • •

Beratung Gestaltung CI Briefbögen, Schreibblöcke Kundenbroschüren, Flyer, Roll-Up, Kalender • T-Shirts, Poloshirts, Jacken A&W Verlag AG Riedstrasse 10 CH-8953 Dietikon

• Hochwertige Stickereien • Transfer-Sticker • HD-Sticker • Flex-Druck • Direkt-Druck awverlag.ch info@awverlag.ch T +41 43 499 18 60

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten Die SALD-Technologie soll sowohl mit den heute noch üblichen Flüssig­ elektrolyten als auch mit künftigen Feststoffbatterien funktionieren.

Grundsätzlich sei ein Einsatz mit allen Kathodenmaterialien möglich, die sich derzeit bei Batterieherstellern in der Überlegungs-, Erprobungsoder Produktionsphase befinden.

So etwa mit den neuen Lithium-Ei­ senphosphat-Batterien, die Tesla für sein Model 3 in China angekündigt hat, aber auch mit Lithium-NickelMangan-Cobalt-Oxiden LiNiMnCoO2 (NCM), LiCoO2 (LCO), LiMnNiO2 (LMNO) und LiMn2O4 (LMO).

SALD BV verfügt gemäss eigenen Angaben über alle notwendigen Patente und hat bereits Fertigungs­ maschinen für Kleinserien in Betrieb.

Der grossindustrielle Einsatz stünde allerdings erst noch bevor. Gesprä­ che mit Automobilherstellern führt das Unternehmen eigenen Angaben zufolge bereits, es nennt allerdings noch keine Namen. Die neue Akkugeneration werde frühestens 2022/23 in E-Autos eingebaut werden können, erklärt SALD-CEO Frank Verhage.

TECHNIK 12/20 61

Die Projektergebnisse sollen zum Aufbau einer netzverträglichen Ladeinfrastruktur beitragen.

Smart-Grid-Forschungsprojekt

ELEKTROFAHRZEUGE FÜR EINE OPTIMALE NETZAUSLASTUNG Ein Forschungsprojekt zum Thema intelligente Stromnetze untersucht detailliert die Auswirkungen, Möglichkeiten und Chancen der Sektorenkopplung von E-Mobilität, erneuerbaren Energien und dem elektrischen Stromnetz. Text: Stefan Gfeller | Bilder: Delta EMEA, Nissan

Smart Grid: Elektrofahrzeuge lassen sich in ein intelligentes Stromnetz integrieren.

S

mart Grids bzw. intelligente Stromnetze dienen dazu, die Netzauslastung stets optimal zu halten. Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen lassen sich auch deren Akkumula­ toren in das Smart Grid integrieren und so quasi als Puffer nutzen. Delta, ein weltweit führender Anbieter von Strom- und Wärmemanagementlö­ sungen, arbeitet nun gemeinsam mit der Brandenburgischen Technischen Universität an einem Forschungspro­ jekt zum Thema intelligente Strom­ netze, dessen Ziel die Optimierung der Netzauslastung sowie des Einsatzes erneuerbarer Energien zur be­ darfsgerechten Ladung von Elektrofahrzeugen (EV) ist.

Die Netzstabilität erhöhen Als Fahrer eines Elektrofahrzeugs will man in erster Linie natürlich immer genügend Reichweite zur Verfügung haben. Es wäre ein

HOCHWERTIGES MERCHANDISING ZU TOP PREISEN!

KREIEREN SIE IHR EIGENES DESIGN – SUBLIMATIC

Ihr Logo, ein Motiv oder einfach der Name. Durch eine Veredelung verleihen Sie Ihren Textilien eine individuelle Note.

schwacher Trost, zu wissen, dass man zwar zur Optimierung des Stromnetzes beigetragen hat, nun aber das eigene Auto leider gerade nicht geladen ist, wenn man es braucht. Das Forschungsprojekt soll denn auch beweisen, dass es möglich ist, dass EV-Fahrern immer die benötigte Reichweite zur Verfü­ gung steht, während Netzbetreiber und Energieversorger in der Lage sind, ihre Netzauslastung zu regeln, die Netzstabilität zu erhöhen, die CO2-Emissionen zu reduzieren und somit den weiteren Netzausbau effizient zu gestalten. Das Projekt umfasst mehrere Elektrofahrzeuge, sechs Ultra Fast Charger mit bis zu 150 kW DC Ladeleistung für das schnelle Aufladen der EVs sowie drei bidirektionale 22-kWV2G-Ladegeräte (Vehicle-to-Grid) zur Stützung der Netzstabilität und der Verringerung der Stromüber­ tragung zwischen den einzelnen Netzverknüpfungspunkten.

Zum Forschungsprojekt gehört zudem die Simulation der Netzaus­ lastung bei steigender Anzahl an Ladepunkten. Sowohl die Simulation als auch der Algorithmus zur Opti­ mierung der Netzauslastung werden während der regelmässigen Archivierung der Messwerte des realen Verteilnetzes mit neuen Daten versorgt.

Kommunikation und Lastmanagement Delta hat im Rahmen des Projekts auch ein neues Kommunikationsund Lastmanagementsystem entwickelt, das noch in diesem Jahr fertiggestellt sein wird. Es ist so konzipiert, dass es sowohl über die klassischen Backendfunktionen zur Verwaltung des Ladenetzwerks verfügt, gleichzeitig aber auch die Kommunikation zwischen den Lade­ geräten und den Steuersignalen aus dem Verteilnetz sicherstellt. Hinzu kommt eine von Delta entwickelte Smartphone-Applikation für Android und iOS, die den Projektteilnehmern zur Eingabe geplanter Fahrten zur Verfügung gestellt wird.

HIGHDEFINITION-TRANSFER-STICKER

62 12/20 LAUFSTEG

Der Mazda zeigt eine durchaus sport­liche und auch etwas aggressive Linie. Dass unter der Haube ein ganz spezieller Verbrennungsmotor eingebaut ist, sieht man dem Auto nicht an.

Testfahrzeug Mazda3

TECHNISCH INTERESSANTER VERBRENNUNGSMOTOR Mazda stellte den Skyactiv-X-Motor am Automobil-Salon 2018 in Genf vor und bestätigte damit, dass ein quasi selbstzündender Benzinmotor zur Serienreife entwickelt werden kann. Ob damit die versprochenen Verbrauchseinsparungen wirklich erreicht werden, wird aber noch bewiesen werden müssen.

Text: Andreas Lerch | Bilder: Lerch, Mazda

Im Display kann die ­Anzeige auf den Verbrennungsmodus eingestellt werden.

CPO 062 298 28 48

D

er Mazda3 Hatchback kostet mit seiner tollen Ausstattung knapp 41’000 Franken. Das Head-up-Display überzeugt mit seiner klaren Übersichtlichkeit, und die Assis­ tenzsysteme funktionierten alle tadellos. Interessant war aber der neue Skyactiv-X-Motor. Mazda hat sich mit diesem Motor viel vor­ genommen. Namhafte deutsche und amerikanische Motorenbauer haben sich dem Thema schon vor Jahren gewidmet, ohne jedoch die Serienreife zu erreichen. Grundsätz­ lich geht es eigentlich darum, den Teillastwirkungsgrad zu verbessern und damit den Verbrauch bzw. den CO2-Ausstoss zu vermindern. Dazu schaut man über den «Gartenzaun» und findet, dass der Dieselmotor diese Teillastgeschichte eigentlich

brillant löst. Er füllt den ganzen Brennraum mit Luft, spritzt aber dieser Luft nur so viel Treibstoff zu, dass das gewünschte Drehmoment an der Kurbelwelle resultiert.

Mazda erzeugt im Kompressions­ zündungsbetrieb durch eine getrennte Benzindirekteinspritzung innerhalb der Brennkammer zwei separate Zonen mit unterschiedli­ chen Ge­mischzusammensetzungen.

Zunächst wird während des An­ saugtakts Benzin für ein mageres Gemisch eingespritzt; während des Verdichtungstaktes erfolgt dann eine weitere Einspritzung, die im Bereich der Zündkerze ein fetteres Gemisch bildet. Der Einspritzdruck beträgt bis 70 MPa und das Benzin wird durch einen 10-Loch-Injektor in den Brennraum gepresst. Gemäss Mazda ist dies die höchste Boh­ rungszahl, welche bis heute einem BDE-Injektor appliziert worden ist.

Aufgrund des hohen Verdich­ tungsverhältnisses des SkyactivX-Motors von 16.3 : 1 wird das Benzin-Luft-Gemisch während des Verdichtungstakts derart kompri­ miert, dass es an der Schwelle zur Selbstzündung liegt. Der Start der Verbrennung passiert aber trotzdem durch den Impuls der Zündkerze, welche das fette Gemisch im Bereich der Elektroden entflammt. Dadurch steigen Druck und Temperatur im Brennraum weiter an, so dass auch die Brennraumzonen mit magerem Gemisch sofort entflammen.

In höheren Lastbereichen fährt der Motor homogen. Damit es in diesen Bereichen durch das extrem hohe Verdichtungsverhältnis nicht zu klopfenden Verbrennungen kommt, läuft der Motor nach dem AtkinsonPrinzip. Das bedeutet: Das Einlassventil schliesst erst spät nach dem unteren Totpunkt. Dadurch wird die angesaugte Luft wieder in das Saug­ rohr zurückge­stossen. Damit stimmt der Verdichtungs­enddruck im Zünd­ zeitpunkt sehr genau. Kontrolliert und geregelt wird das Druckverhal­ ten im Zylinder durch entsprechende Verbren­nungsdrucksensoren.

Diesel & Electro AG Dieseleinspritzung + Elektroaggregate

www.cpo-ag.ch

LAUFSTEG 12/20 63

Die Motorkennlinien sind tendenziell eher konventionell. Das maximale Drehmoment von 224 Newtonmetern wird bei 3000/min erreicht.

Auf der Strasse In den unteren Lastbereichen hatte man hin und wieder das Gefühl, dass der Motor vielleicht eine Spur rauer oder eben «dieselähnlicher» lief als ein Benzinmotor, welcher nach seinem angestammten Prinzip betrieben wird. Die Umschaltphasen merkt man jedoch nur, wenn man im richtigen Moment gerade auf das zentral auf dem Armaturenbrett platzierte Display schaut und dieses auch den Effizienzmodus anzeigen lässt. Das Display wechselt mit der Anschrift des gezeichneten Kurbeltriebes vom rot eingefärbten «Combustion Status» auf den grü­ nen Combustion Status «SPCCI» (Spark Plug Controlled Compression lgnition, dt.: zündkerzengesteuerte Kompressionszündung).

Der Testwagen war mit dem mazdaeigenen 6-Stufen-Wandlerau­ tomaten ausgerüstet, welcher den Eindruck des Antriebsstrangs leider nicht unbedingt positiv beeinflusste.

Vor allem beim Anfahren legte der Wandler ein eher träges Verhalten zutage. Dies zwingt den Fahrer natürlich zu einem höheren Lastbe­ fehl durch einen stärkeren Tritt auf das Gaspedal – und dies verhindert den von Mazda gerühmten positiven Verbrauchseffekt des Skyactiv-XMotors. Das maximale Drehmoment liegt auch «erst» bei 3000/min an.

Das bedeutet wiederum, dass der Motor bei tendenziell hohen Drehzahlen betrieben werden muss, damit er mit seiner Kraftentfaltung auftrumpfen kann.

Fahrwerksmässig ist der Maz­ da3 konventionell unterwegs: Die Vorderachse ist mit MacPhersonFederbeinen und einem unteren Querlenker gestaltet, hinten ver­richtet eine Verbundlenkerachse ihren Dienst. Die Radaufhängungen sind aber sehr gut aufeinander ab­gestimmt und hinterlassen insge­samt einen sportlichen und sicheren Eindruck. Auch die elektromechanisch

Mit einer 24-Volt-4.8-kW-Elektromaschine kann der Mazda3 leistungsmässig etwa dreimal mehr rekuperieren als eine normale 12-Volt-Anlage.

Die drei Betriebsphasen des Skyactiv-X-Motors: 1 – sehr mageres Gemisch, 2 – mageres Gemisch im Brennraum, 3 – homogener λ-1-Betrieb. unterstützte Zahnstangenlenkung zeigte sich mit der Lenkübersetzung von 15.6 : 1 im positiven Sinne direkt und leichtgängig. Die vier

Scheibenbremsen weisen gute und sichere Verzögerungswerte aus und runden den positiven Gesamtein­ druck des Fahrzeuges ab.

Prüfung und Instandsetzung von Common Rail Injektoren und Hochdruckpumpen

64 12/20 BEZUGSQUELLEN

www.gcsag.ch Telefon 058 521 30 30

Software- und InformatikLösungen für das Carrosserieund Garagen Gewerbe.

Lösungen vom Spezialisten Prozess optimiert, effizient ohne Medienbrüche!

10 500

...die passende IT-Lösung

1

2

Komplettlösung für Garagen Komplettlösung für und Werkstätten

Stieger Software AG Hauptstrasse 71 9422 Staad 071 858 50 80 stieger.ch

Stieger Academy Grundstrasse 1 5436 Würenlos 056 437 68 68 stieger.academy

G und Altola AG | Gösgerstrasse 154 | 4600Werkstätte Olten | Tel. 0800 258 652 Komplettlösung für Garagen Komplettlösung für Garagen www.altola.ch | mail@altola.ch für Garagen und Werkstätten Altola und AGKomplettlösung | Gösgerstrasse 154 | 4600 Olten | Werkstätten und Werkstätten

www.altola.ch | mail@altola.

Altola AG | Gösgerstrasse 154 | 4600 Olten | Tel. 0800 258 652 Altola AG | Gösgerstrasse 154 | 4600 Oltenwww.altola.ch | Tel. 258 652| Tel. 0800 Altola AG | Gösgerstrasse 154 0800 || mail@altola.ch 4600 Olten www.altola.ch | mail@altola.ch www.altola.ch | mail@altola.ch

Webplattform für professionelles Schadenmanagement rund ums Automobilgewerbe

PETRO-LUBRICANTS petro-lubrICants ag

Ifangstrasse 10 • CH-8302 Kloten

C3 Car Competence Center GmbH Delfterstrasse 12 | CH-5000 Aarau Tel. 062 832 40 30 | www.ec2.ch

telefon +41(0)52 355 30 00 • telefax +41(0)52 355 30 01 www.petro-lubrICants.CH • Info@petro-lubrICants.CH

Hier könnte ihre Werbung erscheinen!

KOMPETENZ SEIT ÜBER 50 JAHREN

Dauerinserat 2020.indd 1

made in Japan made in Japan

made in Japan

oel-service.ch

oel-service.ch oel-service.ch

Ihr Spezialist in Getriebetechnik.

Revisionen von Automaten- und Schaltgetrieben, Verteilergetrieben, Differentialen und Wandlern.

6014 Luzern · 041 259 09 59 · www.automaten-meyer.ch

WIR HABEN DIE PASSENDE LÖSUNG FÜR IHRE SCHLÜSSELORGANISATION

ins_auto_technik_d_59_5x48_5_rz.indd 1

SPEZIALWERKZEUG

®

PROFESSIONAL CAR CARE

www.meguiars.ch

19.10.2020 09:38:57

BOPP Solutions AG Industriestrasse 6 | 8305 Dietlikon | Schweiz T +41 44 883 33 88 | F +41 44 883 33 89 info@bopp-solutions.ch | www.bopp-solutions.ch

PICHLER Werkzeug AG Rünenbergerstrasse 31 CH-4460 Gelterkinden +41 61 981 33 55

10.03.20 08:07

BEZUGSQUELLEN 12/20 65

• Ergonomie • Schnelle Prozesse Auch für größte Räder

IREGA AG

®

Allmendweg 8 CH-4528 Zuchwil +41 32-621 88 92 info@irega.ch

www.Irega-eOK.ch

AdBlue® by BASF the reliable choice

Gebindegrössen (angeliefert oder abgeholt) ■ ■ ■ ■

lose im Tankwagen (min. 2500 lt) 1000 lt-IBC-Container mit Abfüllstation 200 lt-Fass mit AdBlue-Abfüllgerät für PW 2 lt-, 5 lt-, 10 lt und 20 lt-Bidons mit Abfüllstutzen

T 032 352 08 21 sca@thommen-furler.ch www.thommen-furler.ch THOMMEN-FURLER AG Industriestr. 10, CH-3295 Rüti b. Büren

Hochwertige Drucksachen zu TOP Preisen!

Ob Emblem, Shopper, Roll-Up, Broschüre, Visitenkarte, Prospekt oder Briefpapier – gerne kümmern wir uns auch vom redaktionellen Konzept bis hin zur Gestaltung um alles!

BRIEFPAPIER ab CHF 109.–

FLYER ab CHF 99.–

210 x 297 mm 1-seitig, 4-farbig 90 g/m2 im Offset 1000 Stück ab CHF 109.– 2500 Stück ab CHF 129.– 5000 Stück ab CHF 199.–

VISITENKARTEN ab CHF 49.–

BRIEFUMSCHLÄGE ab CHF 429.–

Standardformat 85 x 55 mm 1-seitig, 4-farbig, 350 g/m2, glänzend 500 Stück ab CHF 49.– 1000 Stück ab CHF 69.– 2-seitig, 4-farbig, 400 g/m2, glänzend 500 Stück ab CHF 89.–

A5

148 x 210 mm 2-seitig, 4-farbig 350 g/m2, glänzend 1000 Stück ab CHF 99.– 2500 Stück ab CHF 159.–

A4

210 x 297 mm 2-seitig, 4-farbig 170 g/m2, glänzend 1000 Stück ab CHF 151.–

A3

Format offen 420 x 297 mm 4-seitig, 4-farbig, 1 Bruchfalz 170 g/m2, glänzend 500 Stück ab CHF 175.– 2000 Stück ab CHF 309.–

EDEL GERIPPT

2-seitig, 4-farbig, 350 g/m2, matt 500 Stück ab CHF 159.–

SCHREIBBLÖCKE ab CHF 189.– C5

162 x 229 mm, Fenster links oder rechts 1-seitig, 4-farbig, 100 g/m2 im Offset 1000 Stück ab CHF 429.– 2500 Stück ab CHF 579.–

C4

229 x 324 mm, Fenster links oder rechts 1-seitig, 4-farbig, 100 g/m2 im Offset 1000 Stück ab CHF 535.–

A&W Verlag AG Riedstrasse 10 CH-8953 Dietikon

50 Blatt A5

148 x 210 mm 1-seitig, 4-farbig 90 g/m2 im Offset 100 Stück ab CHF 189.–

50 Blatt A4

210 x 297 mm 100 Stück ab CHF 325.–

awverlag.ch info@awverlag.ch T +41 43 499 18 60

Preise: Bei druckfertig gelieferten Daten in CHF, zzgl. MwSt., Verpackung und Porto.

Lieferfrist: 5–15 Arbeitstage nach Erhalt der Bestellung.

Bezahlung: 10 Tage netto, weitere Produkte auf Anfrage. Preisänderungen bleiben vorbehalten. Gestaltung & Grafik: Auf Wunsch gestalten wir gerne Ihre Drucksachen.

Preise für Redaktion und Gestaltung auf Anfrage.

Noch Fragen? Rufen Sie uns an! Giuseppe Cucchiara und Juan Doval beraten Sie gerne: Telefon 043 499 18 60 oder E-Mail: gcu@awverlag.ch | jd@awverlag.ch | www.awverlag.ch

66 12/20 PRODUKTE/VORSCHAU

NANO FINISH – EIN SCHUTZPANZER FÜR JEDE JAHRESZEIT

I

m Bereich der Konservierung und Lackversiegelung empfiehlt Christ für alle Waschanlagen das neue NANO FINISH, den Nano-Premi­ um-Konservierer. NANO FINISH ver­ siegelt gereinigte Oberflächen und bildet so auf dem Lack einen Schutz­ panzer, der gegen Umwelteinflüsse wie Streusalz und Salzlauge schützt.

Damit ist das Fahrzeug zu jeder Jah­ reszeit optimal vor jeglichen Witte­ rungseinflüssen und saisonbedingten Gegebenheiten geschützt. Bei regel­ mässiger Anwendung wird der Lack nachhaltig gepflegt, eine neuwertige Fahrzeugoptik bleibt erhalten.

HANDREINIGUNGSTÜCHER VON ELIX

E Otto Christ AG 5620 Bremgarten, 056 648 70 80 www.christ-ag.com

LIX ist ein starkes und effekti­ ves Handreinigungstuch-Sys­ tem in höchster Qualität. Der hochwirksame Reinigungs­ effekt wird durch die Kombination aus der speziellen, zitrusbasierenden Flüssigkeitsformel und der starken, strapazierfähigen und leicht abrasi­ ven Tuchoberfläche erzielt. ELIX ent­ fernt damit restlos und hautschonend Fett, Teer, Wachs, Kleberückstande, Öl, Kupferpaste, Brems- und Koh­ lestaub, Lacke, Farben, Tinte, Gras­ flecken und viele weitere hartnäcki­ ge Verschmutzungen. Der praktische Eimer enthält 90 ELIX-Tücher.

Generalvertretung für die Schweiz: Karl Ernst AG 8005 Zürich, 044 271 15 85 www.KarlErnstAG.ch

LESEN SIE IN DER A&W-AUSGABE 1+2/2021: & Wirtschaft

&Technik

TITELTHEMA Schmierstoffe/Öl Moderne Triebwerke stellen hohe Anforde­ rungen ans Motorenöl, und die Schmierstoff­ hersteller entwickeln entsprechende High­techprodukte: A&W stellt die Neuheiten vor.

WIRTSCHAFT Prognosen 2021 Marktprognosen, Fahrzeughandel, Händler­ netze sowie Aftermarket: Wir geben einen Ausblick auf das neue Jahr.

Zu den weiteren Themen der Januar/ Februar-Ausgabe zählen Berufsbekleidung, Sicherheit in der Werkstatt sowie Entsorgung/Recycling.

FACHWISSEN Batteriespannung Batterien sind bekannt als chemische Energiespeicher. Wie aber wird aus Chemie Strom oder warum hat ein Lithium-IonenAkkumulator eine andere Spannung als ein Bleiakku? Welche Energieangabe ist zum ­Batterienvergleich die sinnvollere: ­Amperestunden (Ah) oder Wattstunden (Wh)? Fragen, welche mit der zunehmenden Elektrifizierung des Antriebsstrangs an Bedeutung gewinnen und im ersten Fach­wissen des neuen Jahres beantwortet werden sollen.

SCHWERPUNKT Lackierkabinen und Lacktrends 2021 In der ersten Ausgabe des neuen Jahres setzt AUTO&Carrosserie den Schwerpunkt auf Lackieranlagen und Lacktrends. Zum ei­ nen spüren wir die neusten Trends bei den Lacken auf. Einer davon ist, dass die Produkte laufend verbessert werden und noch schnel­ ler zu applizieren und vor allem zu trocknen sind. Zum anderen stellen wir die neusten La­ ckierkabinen, Multiarbeitsplätze sowie innova­ tive Technologien bei der Lackaufbringung vor.

Die AUTO&Carrosserie-Ausgabe 1/2021 erscheint Anfang März.

GESCHAFFEN AUS

PERFORMANCE UND PRÄZISION.

NGK | NTK // DER ZÜNDUNGS- UND SENSORIKSPEZIALIST Entdecken Sie die Quellen unserer Power: Die Performance von NGK und die Präzision von NTK. Power, die unsere Produkte auszeichnet. w w w.ngkntk.de

Die besten Batterien erhalten Sie bei uns