Elektrisch unter 40 Gramm?

Transkript

1 Elektrisch unter 40 Gramm? Professor Dr. Jürgen Leohold Veranstaltungsreihe Mobil im Dialog, Berlin, April 22, 2008

2 Erstes Elektrofahrzeug von Porsche Vorstellung am 14. April 1900 auf der Weltausstellung in Paris 2 Radnabenmotoren 14 PS Leistung 44-zelliger 300 Ah Akku mit 80 V 50km/h Höchstgeschwindigkeit 50 km Reichweite 980 kg Gesamtgewicht 410 kgbatteriegewicht 115 kg je Vorderrad Ca. 300 Fahrzeuge verkauft

3 Volkswagen Elektro- und fahrzeuge Bora SUVA Touareg Chico Audi Duo Touran TSI EVs HEVs Typ2 Electric Typ2 City Taxi Golf I T2 Electric Golf II Golf III Electro Van Golf ECO.Power Bora Electric Golf I Electric Golf II CitySTROMer Jetta CitySTROMer Golf III CitySTROMer Golf Electric Space up! blue

4 Verfügbarkeit von Erdöl

5 Reichweitenvergleich unterschiedlicher Antriebsenergien Kilometer pro Hektar Anbaufläche Biodiesel* ( km) Bioethanol** ( km) Biomass to Liquid* ( km) 1ha = 100*100 m 0,75 ha Biogas (from corn)* ( km) Solar Hydrogen to ICE***** ( km) Electricity (PV**** to plug-in hybrid or EV)*** ( km) * 6,5 l/100 km fuel equiv. ** 7,4l/100 km fuel equv. *** 16 KWh/100 km **** kwh/ha*y (Germany) *****Solar cryogenic H2; 3,6 kg H2/100 km Quelle: BASF

6 Antriebstechnologien Kosten-Nutzen-Vergleich 160 Heutige Ottomotoren (Referenz) Basis: A0-Klasse Car 1300 kg ca. 75 kw Otto- mit On Board Charging Neuer europäischer Fahrzyklus CO 2 -Emission [g/km] Potenzial Heutige Diesel * mit Partikelfilter, Verbrauchsreduzierung durch Downsizing, mit Reibungsreduzierung Mild Potenzial US Potenzial EU* Full 3000 Add-On Kosten [ ] Power Power (+All Electric Range > 20mi) up to Quelle: ZF, FEV, VDA

7 Rohstoffe Rohstoffe Energie (-träger) Energie (-träger) Kraftstoffe Kraftstoffe BtL BtL CtL CtL GtL GtL fossil fossil Uran Uran Antriebe Antriebe Brennstoffzelle Brennstoffzelle Batterie/ E-Motor Batterie/ E-Motor konventionelle Antriebe (ICE) konventionelle Antriebe (ICE) Benzin/Diesel Benzin/Diesel Erdgas Erdgas Erdöl Erdöl Kohle Kohle Strom Strom regenerativ regenerativ Wind Wind Wasser Wasser Solar Solar Geothermie Geothermie H 2 H 2 Biomasse Biomasse Biogas Biogas Entwicklungsphade Übersicht

8 CO 2 - und Energie-Effizienz verschiedener Antriebskonzepte Well-to-Wheel CO2 (g/km) Vergleichsfahrzeug: Volkswagen Touran Diesel- bzw. Otto- Otto, Diesel, Erdgas Brennstoffzelle 2015 (H2 aus Erdgasreformierung) Elektrofahrzeug mit Strom aus EU-Kraftwerkpark 2015 Brennstoffzelle 2015 (H2 aus Elektrolyse) Biokraftstoffe (Sunfuel, Iogen) Well-to-Wheel Primärenergie (kwh/100 km) *Alle Werte exklusive Herstellung & Verwertung der Antriebskomponenten

9 Anforderungen an zukünftige elektrische Energiespeicher 500 Lithium-Ion-Batterie Lebensdauer km oder 10 Jahre Lebensdauer km oder 15 Jahre 1500 Wh/kg** (High Energy) 100 kw, 100 kg R eichweite [km [km ] ] * Energieinhalt zu 33 % nutzbar ** Energieinhalt zu 80 % nutzbar Energieinhalte auf Basis Batteriesystem Umsetzbar mit heutiger Technologie 20 Wh/kg* 60 kw, 100 kg z.b Saft, Sanyo theoretisches Potenzial heutiger Technologie 60 Wh/kg** (High Power) 60 kw, 100 kg 200 Wh/kg** (High Energy) 100 kw, 100 kg Entwicklung / VDA-Initiative Forschung Zeit Zeit

10 Herausforderungen für Elektrische Energiespeicher in Fahrzeugen Energiegehalt Lebensdauer Herausforderungen für elektrische Energiespeicher in Fahrzeuge Leistung Kosten Sicherheit

11 METI-Studie Japan METI: Ministry of Economy, Trade and Industry Improved Battery (2010) Cost: 660 /kwh Advanced Battery (2015) Cost: 200 /kwh Future Battery Cost: 130 /kwh Limit of Li-ion Battery Challenge for New Battery P o w e r d e n s it y W /k g Li-ion for HEV Present Cost: 1330 /kwh Ni-MH for HEV Li-ion for HEV & FCV Li-ion for Small EV Li-ion for Next Generation PHEV & FCV Innovative Battery after 2030 Cost: 33 /kwh Real EV Battery Li-ion for EV EV: Electric vehicle HEV: Electric Vehicle PHEV: Plug-in Electric Vehicle FCV: Fuel Cell Vehicle Energy density Wh/kg

12 METI-Studie Japan METI: Ministry of Economy, Trade and Industry Improved Battery (2010) /kwh Cost: 660 /kwh Advanced Battery (2015) /kwh Cost: 200 /kwh Future Battery Cost: 130 /kwh Limit of Li-ion Battery Challenge for New Battery P o w e r d e n s it y W /k g Li-ion for HEV Present Heute 1330 /kwh Cost: 1330 /kwh Ni-MH for HEV Li-ion for HEV & FCV Li-ion for Small EV Li-ion for Next Generation PHEV & FCV Innovative Battery after Nach Cost: 33 /kwh 33 /kwh Real EV Battery Li-ion for EV EV: Electric vehicle HEV: Electric Vehicle PHEV: Plug-in Electric Vehicle FCV: Fuel Cell Vehicle Energy density Wh/kg

13 2-Wege-Roadmap zu nachhaltigen Antrieben Fokus: Fokus: Verbrennungsmotorischer Antrieb Antrieb Zero Impact Powertrain integrierter Mild- Langstrecken- Elektroantrieb Verbrennungsmotor Full- Schwerpunktthemen - Einzelzylinderhubräume > 400 cm³ - Brennverfahrensoptimierung (CCS /GCI) - Optimierte Kraftstoffe XTL - Emissionsreduzierung im gesamten Kennfeld - Hochaufladung, Reibungsreduzierung - Variabilitäten(Air/Fuel) - E-Technik-Integration in den konventionellen Antrieb - Hochleistungsbatterien Forschung Entwicklung & Produktion Plug-In- Elektroantrieb mit Range Extender Fokus: Fokus: Elektrischer Elektrischer Antrieb Antrieb Elektroantrieb mit BZ-Range Extender Schwerpunktthemen - Einzelzylinderhubräume < 250 cm³ - Brennverfahrensoptimierung im Hochlastbereich (kein CCS /GCI) - Emissionsreduktion im Vollastbereich - Hochaufladung, Reibungsreduzierung - Hochleistungs-E-Motoren (MEGA) - Hochenergienbatterien kw BZ-Stack

14 Volkswagen Kraftstoff- und Antriebsstrategie Brenn- stoffzelle erneuerbar Wasserstoff Elektrizität Elektrotraktion SunFuel CCS Erdgas SynFuel Erdöl Dieselkraftstoff Ottokraftstoff TDI /TSI DSG

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

16 Backup

17 Anforderungen an zukünftige elektrische Energiespeicher Reichweite Reichweite [km] [km] ** Energieinhalt zu 33% nutzbar ** Energieinhalt zu 80% nutzbar 10 Wh/kg* 60 kw, 170 l, 100 kg Nickel-Metall-Hydrid-Batterie Lebensdauer km oder 10 Jahre Lithium-Ion-Batterie Lebensdauer km oder 10 Jahre Lebensdauer km oder 15 Jahre Umsetzbar mit heutiger Technologie 20 Wh/kg* 60 kw, 170 l, 100 kg theoretisches Potenzial heutiger Technologie 60 Wh/kg** 60 kw, 170 l, 100 kg 30 Wh/kg** 60 kw, 170 l, 100 kg 200 Wh/kg** 100 kw, 170 l, 100 kg theor. Grenzen der Elektrochemie 1500 Wh/kg** 100 kw, 100 l, < 100 kg heute heute Zeit Zeit

18 Volkswagen Elektro- und fahrzeuge EVs HEVs Typ2 Electric Typ2 City Taxi Golf I Electric Fahrzeuge vor Kunde Golf I T2 Electric Golf I CitySTROMer Golf II Chico Jetta CitySTROMe r Audi Duo Golf III Electro Van Golf III Golf CitySTROMer Electric Golf ECO.Power Bora Electric Bora SUVA Touran TSI Touareg Space up! blue

19 Mid-Depletion Point/Peak Oil Es ist alles eine Frage des Maßstabes M bbl/day World World? 40 OPEC 20 ROW-Russia ROW-Russia ROW-Russia USA USA USA

20 konzepte Querplattform Übersicht (Verbrauchspotential / Kostenfaktor)