Elektroauto gestern, heute, morgen: Teil 1

Reihe zu den neuen Herausforderungen der Elektromobilität

Statistische Analysen und strategische Planung sind sehr komplexe Wissenschaften, und die aktuelle Gesundheitssituation und die gesellschaftspolitische Situation in der Welt beweisen dies. Derzeit kann niemand sagen, was nach dem Ende der Pandemie im Automobilgeschäft passieren wird, vor allem weil nicht bekannt ist, wann das passieren wird. Werden sich die Anforderungen an Kohlendioxidemissionen und Kraftstoffverbrauch weltweit und insbesondere in Europa ändern? Wie sich dies in Kombination mit niedrigen Ölpreisen und sinkenden Staatseinnahmen auf die Mobilität auswirken wird. Werden ihre Subventionen weiter steigen oder wird das Gegenteil passieren? Werden Automobilunternehmen Rettungsgelder (falls vorhanden) erhalten, um in umweltfreundliche Technologien zu investieren?

China, das sich bereits von der Krise erholt, wird sicherlich weiterhin nach einem Weg suchen, in der neuen Mobilität führend zu werden, da es in der alten nicht zur technologischen Avantgarde geworden ist. Die meisten Autohersteller verkaufen heute noch überwiegend konventionell angetriebene Fahrzeuge, haben aber in den letzten Jahren stark in die Mobilität investiert, um für verschiedene Nachkrisenszenarien gerüstet zu sein. Natürlich beinhalten selbst die düstersten Vorhersageszenarien nichts so Drastisches wie das, was passiert. Aber wie Nietzsche sagt: „Was mich nicht umbringt, macht mich stärker.“ Es bleibt abzuwarten, wie Automobilunternehmen und Zulieferer ihre Philosophie und ihre Gesundheit ändern werden. Es wird sicherlich Arbeit für die Hersteller von Lithium-Ionen-Zellen geben. Und bevor wir mit den technologischen Lösungen im Bereich Elektromotoren und Batterien fortfahren, erinnern wir Sie an einige Teile der Geschichte und die darin enthaltenen Plattformlösungen.

So etwas wie eine Einleitung...

Der Weg ist das Ziel. Dieser scheinbar einfache Gedanke an Lao Tzu gibt den dynamischen Prozessen, die derzeit in der Automobilindustrie stattfinden, einen Sinn. Zwar wurden verschiedene Perioden ihrer Geschichte auch als „dynamisch“ bezeichnet, etwa die beiden Ölkrisen, aber Tatsache ist, dass in diesem Bereich heute tatsächlich bedeutende Transformationsprozesse stattfinden. Das vielleicht beste Bild von Stress kommt aus den Abteilungen Planung, Entwicklung oder Lieferantenbeziehungen. Wie hoch werden das Volumen und der relative Anteil von Elektrofahrzeugen an der Gesamtfahrzeugproduktion in den kommenden Jahren sein? Wie wird die Versorgung mit Komponenten wie Lithium-Ionen-Zellen für Batterien strukturiert und wer wird Material- und Ausrüstungslieferant für die Produktion von Elektromotoren und Leistungselektronik sein? Investieren Sie in eigene Entwicklungen oder investieren Sie, kaufen Sie Anteile und schließen Sie Verträge mit anderen Anbietern von Elektroantriebsherstellern ab. Sollen neue Aufbauplattformen antriebsspezifisch ausgelegt werden, sollen bestehende Universalplattformen angepasst oder neue Universalplattformen geschaffen werden? Eine Vielzahl von Fragen, auf deren Grundlage schnelle Entscheidungen getroffen werden müssen, aber auf der Grundlage seriöser Analysen. Denn sie alle sind mit enormen Kosten auf Seiten der Unternehmen und Umstrukturierungen verbunden, die der Entwicklung eines klassischen Motors mit Verbrennungsmotor (inklusive Dieselmotor) keinesfalls schaden sollten. Aber am Ende des Tages sind sie es, die den Autokonzernen Profit machen und finanzielle Mittel für die Entwicklung und Umsetzung neuer Elektromodelle bereitstellen müssen. Und jetzt die Krise...

Dieselkraftstoff

Analysen auf der Grundlage von Statistiken und Prognosen sind eine schwierige Aufgabe. Nach vielen Prognosen im Jahr 2008 sollte der Ölpreis nun 250 $ pro Barrel überschreiten. Dann kam die Wirtschaftskrise, und alle Interpolationen brachen zusammen. Die Krise endete und VW Bordeaux proklamierte den Dieselmotor und wurde zum Bannerträger der Diesel-Idee, mit Programmen namens „Diesel Day“ oder D-Day in Analogie zum D-Day in der Normandie. Seine Ideen begannen wirklich zu keimen, als sich herausstellte, dass die Diesel-Einführung nicht auf die ehrlichste und sauberste Weise durchgeführt wurde. Statistiken berücksichtigen solche historischen Ereignisse und Abenteuer nicht, aber weder das industrielle noch das soziale Leben ist unfruchtbar. Politik und soziale Medien beeilten sich, den Dieselmotor ohne jede technologische Grundlage zu betäuben, und Volkswagen selbst goss Öl ins Feuer und warf es als Ausgleichsmechanismus ins Feuer und schwenkte stolz die Flagge der Elektromobilität im Feuer.

Viele Autohersteller sind durch die rasante Entwicklung in diese Falle getappt. Die Religion hinter dem D-Day wurde schnell zur Ketzerei, verwandelte sich in den E-Day, und alle begannen, sich hektisch die oben genannten Fragen zu stellen. In nur vier Jahren vom Dieselskandal 2015 bis heute haben selbst die ausgesprochensten Elektroskeptiker den Widerstand gegen Elektrofahrzeuge aufgegeben und begonnen, nach Möglichkeiten zu suchen, sie zu bauen. Sogar Mazda, die behaupteten, „von ganzem Herzen“ und Toyota so selbstlos an ihren Hybriden zu hängen, dass sie absurde Marketingbotschaften wie „selbstaufladende Hybride“ lieferten, sind jetzt mit einer gemeinsamen Elektroplattform bereit.

Nun beginnen ausnahmslos alle Autohersteller damit, elektrische oder elektrifizierte Autos in ihr Angebot aufzunehmen. Wer genau wie viele elektrische und elektrifizierte Modelle in den kommenden Jahren auf den Markt bringen wird, darauf gehen wir hier nicht ein, nicht nur, weil solche Zahlen kommen und gehen wie Herbstlaub, sondern auch, weil diese Krise viele Sichtweisen verändern wird. Pläne sind für Produktionsplanungsabteilungen wichtig, aber wie bereits erwähnt, „der Weg ist das Ziel“. Wie ein Schiff, das sich auf dem Meer bewegt, ändert sich die Sichtbarkeit des Horizonts und hinter ihm eröffnen sich neue Ausblicke. Die Batteriepreise fallen, aber auch die Ölpreise. Politiker treffen heute Entscheidungen, aber im Laufe der Zeit führt dies zu einem starken Abbau von Arbeitsplätzen, und neue Entscheidungen stellen den Status quo wieder her. Und dann hört plötzlich alles auf...

Wir sind jedoch weit davon entfernt, zu glauben, dass es keine Elektromobilität gibt. Ja, es „passiert“ und wird wahrscheinlich weitergehen. Aber wie wir schon oft über uns im Motorsport und Sport gesagt haben, steht Wissen an erster Stelle und mit dieser Serie wollen wir dazu beitragen, dieses Wissen zu erweitern.

Wer macht was - in naher Zukunft?

Die Anziehungskraft von Elon Musk und die Induktion, die Tesla (wie die weit verbreiteten Induktions- oder Induktionsmotoren des Unternehmens) auf die Automobilindustrie ausübt, ist unglaublich. Wenn wir die Kapitalbeschaffungspläne des Unternehmens außer Acht lassen, können wir nicht anders, als den Mann zu bewundern, der seine Nische in der Automobilindustrie gefunden und sein „Startup“ unter den Mastodons vorangetrieben hat. Ich erinnere mich an den Besuch der Detroit Show im Jahr 2010, als Tesla in einem kleinen Stand einen Teil der Aluminiumplattform des kommenden Model S vorführte. Offenbar besorgt, dass der Standingenieur nicht geehrt wurde und die besondere Aufmerksamkeit der meisten Medien auf sich zog. Es ist unwahrscheinlich, dass sich einer der damaligen Journalisten vorstellen konnte, dass diese kleine Seite in der Geschichte von Tesla für seine Entwicklung so wichtig sein würde. So wie Toyota nach allen möglichen Designs und Patenten suchte, um den Grundstein für seine Hybridtechnologie zu legen, suchten die Macher von Tesla damals nach genialen Möglichkeiten, ein Elektroauto zu angemessenen Kosten zu entwickeln. Diese Suche nutzt Induktionsmotoren, die Integration und intelligente Verwaltung herkömmlicher Laptop-Zellen in Batterien sowie die Verwendung der Lotus-Leichtbauplattform als Basis für den ersten Roadster. Ja, dieselbe Maschine, die Musk mit der Falcon Heavy ins All geschickt hat.

Zufälligerweise hatte ich im selben Jahr 2010 im Ozean das Glück, an einer anderen interessanten Veranstaltung im Zusammenhang mit Elektrofahrzeugen teilzunehmen - der Präsentation des BMW MegaCity Vehicle. Auch in Zeiten sinkender Ölpreise und völligem Desinteresse an Elektrofahrzeugen hat BMW ein Modell vorgestellt, das ganz auf die Besonderheiten des Elektroantriebs ausgelegt ist, mit einem Aluminiumrahmen, der die Batterie trägt. Um das Gewicht von Batterien auszugleichen, die 2010 Zellen hatten, die nicht nur eine geringere Kapazität hatten, sondern fünfmal teurer waren als heute, entwickelten BMW Ingenieure zusammen mit einer Reihe ihrer Subunternehmer eine Kohlenstoffstruktur, die in großen Mengen produziert werden konnte Mengen. . Ebenfalls 2010 startete Nissan seine Elektro-Offensive mit dem Leaf und GM stellte seinen Volt/Ampera vor. Das waren die ersten Vögel der neuen Elektromobilität...

Zurück in der Zeit

Wenn wir in die Geschichte des Automobils zurückgehen, stellen wir fest, dass das Elektroauto vom Ende des 19. Jahrhunderts bis zum Ausbruch des Ersten Weltkriegs als voll konkurrenzfähig gegenüber dem elektrischen Verbrennungsmotor galt. Batterien waren damals zwar ziemlich ineffizient, aber es stimmt auch, dass der Verbrennungsmotor noch in den Kinderschuhen steckte. Mit der Erfindung des Elektrostarters im Jahr 1912, der Entdeckung der großen Ölfelder in Texas davor und dem Bau von immer mehr Straßen in den Vereinigten Staaten sowie der Erfindung des Fließbands hatte der motorbetriebene Motor deutliche Vorteile über dem elektrischen. Die „vielversprechenden“ Alkaline-Batterien von Thomas Edison erwiesen sich als ineffizient und unzuverlässig und fügten nur Öl ins Feuer des Elektroautos. Alle Vorteile blieben den größten Teil des 20. Jahrhunderts bestehen, als die Elektrofahrzeuge des Unternehmens ausschließlich aus technologischem Interesse gebaut wurden. Selbst während der erwähnten Ölkrisen kam niemand auf die Idee, dass ein Elektroauto eine Alternative sein könnte, und die Elektrochemie von Lithiumzellen war zwar bekannt, aber noch nicht „aufgeräumt“. Der erste große Durchbruch bei der Entwicklung eines moderneren Elektroautos war der GM EV1, eine einzigartige technische Schöpfung der 1990er Jahre, deren Geschichte in der Firma Who Killed the Electric Car wunderbar beschrieben wird.

Wenn wir in unsere Tage zurückblicken, werden wir feststellen, dass sich die Prioritäten bereits geändert haben. Die aktuelle Situation bei BMW-Elektrofahrzeugen ist ein Indikator für die schnellen Prozesse, die in diesem Bereich brodeln, und die Chemie wird zur Hauptantriebskraft in diesem Prozess. Es besteht keine Notwendigkeit mehr, leichte Carbonstrukturen zu entwerfen und zu bauen, um das Gewicht der Batterien auszugleichen. Dies liegt derzeit in der Verantwortung von (Elektro-)Chemikern bei Unternehmen wie Samsung, LG Chem, CATL und anderen, deren Forschungs- und Entwicklungsabteilungen sowie Fertigungsabteilungen nach Möglichkeiten suchen, die Prozesse von Lithium-Ionen-Zellen optimal zu nutzen. Denn sowohl vielversprechende „Graphen“- als auch „Festkörper“-Batterien sind eigentlich Varianten von Lithium-Ionen. Aber lassen wir uns nicht überstürzen.

Tesla und alle anderen

Kürzlich erwähnte Elon Musk in einem Interview, dass er Elektrofahrzeuge weit verbreitet einsetzen wird, was bedeutet, dass seine Mission als Pionier, andere zu beeinflussen, erfüllt ist. Das klingt altruistisch, aber ich glaube, das ist es. In diesem Zusammenhang sind jegliche Behauptungen über die Erschaffung verschiedener Tesla-Killer oder Aussagen wie „wir sind besser als Tesla“ sinnlos und überflüssig. Was dem Unternehmen gelungen ist, sucht seinesgleichen, und das sind Fakten – auch wenn immer mehr Hersteller anfangen, bessere Modelle als Tesla anzubieten.

Deutsche Autohersteller stehen kurz vor einer kleinen elektrischen Revolution, doch die Ehre des ersten würdigen Gegners von Tesla ist Jaguar mit seinem I-Pace zuteil geworden, einem der wenigen Autos, die (noch) auf einer speziellen Plattform gebaut werden. Dies ist vor allem auf die Erfahrung der Ingenieure von Jaguar/Land Rover und der Muttergesellschaft Tata in der Verarbeitungstechnologie für Aluminiumlegierungen sowie auf die Tatsache zurückzuführen, dass die meisten Modelle des Unternehmens so sind und eine geringe Serienproduktion es ermöglicht, den hohen Preis aufzufangen. ,

Wir sollten nicht vergessen, dass chinesische Hersteller in diesem Land speziell entwickelte Elektromodelle entwickeln, die durch Steueranreize gefördert werden. Der vielleicht bedeutendste Beitrag zur Schaffung eines populäreren Autos wird jedoch das „Volksauto“ von VW sein.

Im Rahmen einer umfassenden Transformation seiner Lebensphilosophie und der Distanzierung von der Dieselproblematik entwickelt VW sein umfangreiches Programm auf Basis der MEB-Karosseriestruktur, das in den kommenden Jahren auf Dutzenden Modellen basieren wird. All dies wird durch strenge CO2021-Emissionsvorschriften in der Europäischen Union vorangetrieben, die bis 2 eine Reduzierung des durchschnittlichen CO95-Ausstoßes in diesem Bereich jedes Herstellers auf 3,6 g/km vorschreiben. Das bedeutet einen Durchschnittsverbrauch von 4,1 Liter Diesel bzw. XNUMX Liter Benzin. Angesichts der sinkenden Nachfrage nach Dieselfahrzeugen und der steigenden Nachfrage nach SUV-Modellen geht dies nicht ohne die Einführung von Elektromodellen, die zwar nicht ganz auf Null verzichten, das Durchschnittsniveau aber deutlich senken.