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GMH GRUPPE 

Unsere

glück auf 2-2019

GMH Gruppe // Stahlbedarf im Automobilbau

Hybrid ist attraktiv Welche Eigenarten haben Hybrid-Fahrzeuge im Vergleich zu kraftstoffund elektrisch betriebenen Autos? Und wie viel Stahl wird im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen benötigt, um sie zu produzieren? Text: Olivier Lebrun (GMH International)

Bei der Anordnung von V-Motor und E-Motor gibt es

Wie viel Stahl wird in einem Hybrid-Fahrzeug verbaut?

Verbrennungsmotor

unterschiedliche Konzepte. Mal ist der E-Motor vorne dicht beim V-Motor platziert, mal ist er im Heck ver-

E

in Hybrid-Fahrzeug hat zwei Antriebsquellen: einen meist benzin- oder dieselbetriebenen herkömmlichen Verbrennungsmotor (V-Motor) inklusive Getriebe und einen Elektromotor (E-Motor) inklusive Batterien. Mit der Kombination beider Technologien wollte man zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen – sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch die durchschnittlichen CO2- und Feinstaub-Emissionen senken (im Elektromodus entstehen ja keine Emissionen). Dies ist der Grund dafür, dass in Hybrid-Fahrzeugen hauptsächlich V-Motoren in Kombination mit E-Motoren verbaut werden. Wegbereiter dieser Entwicklung war Toyota. Der japanische Autobauer verkauft Hybrid-Fahrzeuge (Toyota Prius) bereits seit den frühen 2000er Jahren. Damals schien die Entwicklung eines vollelektrischen Autos mit ausreichend großer Reichweite immens aufwendig zu sein. Deshalb kam die Hybrid-Lösung zum Zuge. Sie war eine „einfache“ Alternative – weil technisch kurzfristig realisierbar und anscheinend ein Schritt in die richtige Richtung.

Welche Bedeutung hat Hybrid auf dem Markt? Meist stellt sich der Käufer von heute die Frage: Diesel, Benziner oder E-Auto? Sofort kaufen oder auf mehr staatliche Beihilfe warten? Wie steht es um die Reichweite? Wie und wo ausreichend

baut. Wenn V-Motor und Getriebe hintereinander auf einer Achse liegen, kann der E-Motor sogar sozusagen „eingereiht“ werden.

Grafik: GMH Gruppe

Getriebe

E-Motor

Getriebewellen

Rotorwelle

Ein Hybrid benötigt ein spezifisches AluminiumgeNocken/ Nockenwelle häuse, einen Motor aus Kupferdraht, der um eine Stahlwelle gewickelt ist, und im Getriebe einige spezifische Getriebewellen und Zahnräder für den ElektroPleuelstangen modus. In der Summe benötigt man etwas mehr Stahl als in vergleichbaren Autos mit Kurbelwelle Benzin- oder Dieselmotor.

Nabe Zahnräder

„Energie tanken“? Wie hoch sind die laufenden Kosten? Doch die aktuellen Verhältnisse erschweren eine einfache Entscheidung. Klare wissenschaftliche und wirtschaftliche Aussagen sind Fehlanzeige. Angesichts dieser Unsicherheiten scheint der Hybrid ein Zwischenschritt zu sein, der Automobilhersteller und Kunden weiterhin überzeugt. Auch wenn die Reichweite im vollen Elektromodus auf 50 bis

Hätten Sie’s gewusst?

Downsizing Englisch für Verkleinerung, Verringerung, Abbau, Gesundschrumpfung. Bedeutet bei Fahrzeugmotoren die Verkleinerung technischer Größen wie Gewicht, Hubraum, Zylinderzahl o. Ä. bei gleicher oder ähnlicher Leistungsfähigkeit. Reduziert sowohl Materialbedarf als auch Energieverbrauch.

Die Batterie wird bei den meisten Hybrid-Fahrzeugen beim Fahren und in Pausen wieder aufgeladen. In letzter Zeit hat sich das Angebot um eine Lösung erweitert: Man kann die Batterie auch zu Hause direkt am Stromnetz aufladen. So macht man sich die Entwicklung der vollelektrischen Autos zunutze.

100 Kilometer begrenzt ist: Die Hybrid-Lösung ist ein guter Kompromiss. Man nutzt den Elektromodus in der Stadt oder für kurze Wege zur Arbeit. Der Kraftstoffmodus wird für längere Strecken am Wochenende und auf der Autobahn aktiviert. Rund zwei Millionen der weltweit verkauften Fahrzeuge sind Hybrid- oder Elektrofahrzeuge. Die Toyota-Gruppe ist mit 70 Prozent Marktführer. Auch europäische Automobilhersteller wie Mercedes, BMW, VW und Volvo bieten Lösungen an. Hybridlösungen umfassen sowohl Stadtautos als auch SUVs, die gemeinsam den Großteil des Verkaufsanteils ausmachen.

Wie funktioniert es? V- und E-Technologie sind mechanisch miteinander verbunden. Der Wechsel zwischen den einzelnen Modi wird automatisch gesteuert – abhängig von der benötigten Energie, um das Fahrzeug zu bewegen, und von der Kapazität der Batterie.

Wie sieht der klassische Antriebsstrang aus? Der E-Motor sitzt meist zwischen V-Motor und Getriebe oder in der Nähe des Getriebes, um den Antriebsstrang kompakt vorne im Fahrzeug unterzubringen. Dank Downsizing ist der V-Motor im Allgemeinen etwas kleiner als bislang – was Raum für ein spezifisches Getriebe schafft, mit dem der Elektromotor verbunden ist. Diese Lösung wird von den meisten Automobilherstellern favorisiert. Sie haben dadurch auf dem gleichen Fließband eine einzige Plattform, die mit verschiedenen Antriebssträngen ausgestattet ist, mit Ausnahme der Lagerung der Batterie. Der Automobilhersteller könnte allerdings auch je ein Fließband für Elektrooder Hybrid-Fahrzeug einsetzen. Wenn sich V-Motor und Getriebe auf der gleichen Linie bzw. (Antriebs-)Achse (also hintereinander angeordnet) befinden, kann der E-Motor in das Getriebegehäuse integriert werden. Die namhaften Getriebehersteller ZF und Getrag werben mit dieser Lösung.

Wie sieht der alternative Antriebsstrang aus? Neue Plattformen (beispielsweise von BMW und PSA) verabschieden sich von dieser klassischen Konzeption, wo V- und E-Motor samt Getriebe vorne sitzen. Sie platzieren den Elektroantrieb im Heck des Autos. Diese Lösung hat den Vorteil, dass vorne im Fahrzeug keine spezifischen Komponenten verbaut werden müssen. Und dass das Fahrzeug auch im reinen Elektro-Antriebsmodus (also ohne Hilfe des V-Motors) fährt. Unterm Strich bietet dieses Konzept bei Bedarf sogar eine Vierwege-Antriebslösung, das heißt: Fahren nur mit E-Motor; Fahren nur mit V-Motor; Fahren mit E-Motor, während der V-Motor den Generator zur Stromerzeugung antreibt; und Fahren mit E-Motor plus V-Motor. Das Konzept hat für Automobilhersteller noch einen weiteren Vorteil: Die neuesten Antriebstechnologien (Downsizing oder Dreizylinder) befinden sich im Fahrzeug vorne – wobei hochleistungsfähige Motoren und Getriebe unabhängig vom elektrischen Antriebsstrang entwickelt werden können. Anschließend entwickelt man für den spezifischen elektrischen Antriebsstrang hinten spezifische technische Lösungen für Getriebe und Getriebewellen.

Was ergibt sich alternativ für den Stahlverbrauch? Für uns Stahlproduzenten ist diese Lösung ebenfalls vorteilhaft. Denn wir können fein abgestimmte Lösungen für den thermischen Antriebsstrang und fein abgestimmte Lösungen für den elektrischen Antriebsstrang entwickeln. Was den Stahlbedarf angeht: Der durch Downsizing vorne im V-Motor-Bereich reduzierte Stahlbedarf wird durch den Stahlbedarf hinten im E-Motor-Bereich kompensiert.

GMH Gruppe // Umweltschutz

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Berliner Stahldialog stand ganz im Zeichen der CO2-Diskussion. Text: Klaus Schmidtke (Leiter Unternehmenskommunikation GMH Gruppe)

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itte Mai diskutierten 250 Vertreter aus Wirtschaft und Politik im Rahmen des Berliner Stahldialogs über die Chancen und Herausforderungen der Stahlindustrie in Deutschland und Europa. Eine zentrale Rolle spielte dabei die Frage, wie die Stahlbranche den so wichtigen Übergang in eine CO2-arme Produktion bewältigen kann.

Armin Laschet, Ministerpräsident des Landes Nordrhein-Westfalen, ging in seiner Rede auf Perspektiven einer strategischen Industriepolitik ein. Er betonte dabei, dass Stahl als HightechProdukt ein Fundament unserer Industrie ist und bleiben wird. Für Bundesumweltministerin Svenja Schulze hat die Stahlindustrie in Deutschland bereits einen großen Beitrag zum Klimaschutz geleistet und verdient Unterstützung beim Weg zu einer klimaneutralen Stahlproduktion. Zur Veranstaltung veröffentlichte die Frankfurter Allgemeine

Zeitung ein Verlagsspecial „Zukunft Stahl“. Die GMH Gruppe war daran neben inhaltlichen Beiträgen mit einer Anzeige beteiligt. Diese stand unter dem Motto: „Alle reden von CO2 ... Wir ersparen es Ihnen!“ Im Rahmen des Berliner Stahldialogs der Wirtschaftsvereinigung Stahl treffen sich einmal im Jahr Vertreterinnen und Vertreter aus Wirtschaft und Politik, um gemeinsam über aktuelle Branchenthemen zu diskutieren.

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betonte, dass Stahl als Hightech-Produkt ein

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Stahlproduktion der Zukunft ist klimaneutral

NRW-Ministerpräsident Armin Laschet

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Fundament der Industrie in Deutschland ist und bleiben wird. Foto: WV Stahl

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glückauf 2-2019 – die Zeitung für Mitarbeiter der GMH Gruppe.

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