gesponsertInnovatorenporträt BorgWarner baut E-Kompetenzen weiter aus

Mit dem Ziel, Mobilität technologieübergreifend sauberer und energieeffizienter zu machen, treibt BorgWarner Forschung und Entwicklung weiter voran und stellt der Automobilindustrie wegweisende Innovationen für Fahrzeugantriebe zur Verfügung. Mit der Strategie „Charging Forward“ hat sich der Zulieferer ehrgeizige Ziele in punkto Nachhaltigkeit und Elektrifizierung gesetzt.

Basierend auf der Erfahrung aus über 130 Jahren als globaler Partner der Automobilindustrie kann BorgWarner auf weitreichende Kompetenzen bei der Antriebstechnologie zurückgreifen und dieses Know-how in die Entwicklung und Fertigung von Hochleistungs-Systemen für die Fahrzeuge von morgen einbringen. Dabei baut der Zulieferer das Produktportfolio stetig aus, um Automobilhersteller beim Wandel hin zur emissionsfreien Mobilität zu unterstützen: Von Elektromotoren über integrierte Antriebsmodule bis hin zu Hochvolt-Invertern und Batteriesystemen sowie besonders leistungsfähigen elektrischen Lüftern oder Einspritzsystemen für wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren in Nutzfahrzeugen. Durch organisches Wachstum und gezielte Akquisitionen sieht sich das Unternehmen bestens aufgestellt, um den globalen Markt zu bedienen und Automobilherstellern zukunftsfähige Lösungen für ihre bestehenden und künftigen Fahrzeugkonzepte zu bieten. Betrug der Anteil der E-Mobilität im Jahr 2021 noch etwas weniger als 3 Prozent am Gesamtumsatz von BorgWarner, sollen es im Jahr 2025 circa 25 Prozent und im Jahr 2030 bereits 45 Prozent sein.

Kompetenz für Hochvolt-Lösungen

Um durchgängige Systemkompatibilität im Antriebsstrang zu gewährleisten, betrachten die Entwickler bei BorgWarner immer die gesamte Fahrzeugarchitektur – eigene Forschung & Entwicklung sowie Test- und Fertigungskapazitäten machen dies möglich. So zählt das Unternehmen mittlerweile zu den Weltmarktführern für 800-Volt-Lösungen. Mit der Übernahme von Delphi Technologies im Jahr 2020 hat BorgWarner seine Position in der Leistungselektronik gestärkt. Zu den fortschrittlichen Technologien gehört die Produktfamilie der Viper-Leistungsmodule, mit denen die Kapazitäten in der Systementwicklung deutlich ausgebaut werden konnten. Die Viper-Module aus Silizium oder Siliziumkarbid bieten Systementwicklern eine Lösung für nahezu alle Leistungsstufen sowohl in 400-Volt- als auch in 800-Volt-Systemen. Letztere ermöglichen ein deutliches Plus an Effizienz, denn die Ausgangsleistung des Systems lässt sich bei gleichem Stromniveau beinahe verdoppeln. Dies erhöht die Antriebsleistung bei gleichzeitig kompaktem Format.

Investition in Batteriesysteme

Durch die Integration des Batterieherstellers Akasol konnte das Portfolio um technisch wegweisende Batteriesysteme mit Batteriemanagement-Lösungen erweitert werden. Beispielsweise das Ultra-Hochenergie-Batteriesystem: Es schöpft das volle Potenzial der Akasol-Batterietechnologie aus, um die Gesamtbetriebskosten für elektrifizierte Nutzfahrzeuge zu senken und gleichzeitig die Betriebssicherheit in den Vordergrund zu stellen. Die Lösung für energieintensive elektrische Antriebe erfüllt alle Anforderungen an Langlebigkeit, Robustheit und geringes Gewicht. Auf der diesjährigen IAA Transportation präsentierte BorgWarner außerdem sein speziell für leichte Nutzfahrzeuge und Busse entwickeltes flaches Hochenergie-Batteriesystem für Unterbodenarchitekturen.

Flexible E-Antriebskomponente: iDM

Mit der neuesten Generation seines integrierten Antriebsmoduls, dem iDM220, bietet BorgWarner eine flexible Elektrifizierungskomponente, die den Anforderungen unterschiedlicher Fahrzeugarchitekturen gerecht wird. Leistungselektronik, Elektromotor und mechanische Komponenten sind in einer kompakten, erprobten eAxle-Einheit zusammengefasst, die einfach und günstig zu integrieren ist und sich gemäß Kundenspezifikationen skalieren lässt. Auch Systemerweiterungen wie Park-, Trenn- und Torque-Vectoring-Anwendungen stehen optional zur Verfügung. Das iDM ist eine innovative Lösung, die Automobilherstellern hilft, den Energieverbrauch ihrer Elektrofahrzeuge zu reduzieren und die rein elektrische Reichweite einer Batterieladung zu erhöhen.

Innovationen für die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen

Die Ingenieurteams von BorgWarner entwickeln auch spezifische Komponenten für Nutzfahrzeuge mit ihren ganz besonderen Herausforderungen an die Elektrifizierung. In diesem Segment wächst das Portfolio ebenfalls stetig. Highlights sind das bereits erwähnte flache Hochenergie-Batteriepack, ein Hochvolt-Batteriesystem mit Batteriemanagement-Lösung, der Hochvolt-Kühlmittelzuheizer, ein Hochvolt-Inverter oder der ebenfalls auf der IAA Transportation 2022 als Neuheit vorgestellte elektrische Lüfter namens „eFan“: Dieser kühlt Komponenten wie Brennstoffzelle, E-Motor, Batterie und Elektronik vollelektrischer Nutzfahrzeuge.

BorgWarner hat das Lüfterdesign speziell für Leistung und Effizienz optimiert. Der Hochvolt-eFan wird von einem robusten E-Motor angetrieben, der über einen Inverter vom Bordnetz des Fahrzeugs gespeist wird. Die Leistungsdichte des Motors ist mit kontinuierlichen 40 kW Leistung und 60 kW Spitzenleistung bei kompakten Abmessungen sehr hoch, und das System verfügt über einen weiten Betriebsbereich von weniger als 550 Volt bis zu 850 Volt, was es mit einer Vielzahl von Hochspannungs-Nutzfahrzeugen kompatibel macht.

Wasserstofftechnologie für Schwerlastfahrzeuge

Neben der Elektrifizierung spielt auch die Nutzung von Wasserstoffantrieben für die Reduzierung von Emissionen eine Rolle, etwa bei leichteren Nutzfahrzeugen oder im Schwerlastbereich. Hier macht zum Beispiel ein Wasserstoffantrieb das Fahrzeug energieeffizienter, erhöht die Frachtkapazität und erfüllt gleichzeitig die Anforderungen an mehr Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Auch die Betankung ist deutlich schneller; ein wasserstoffbetriebenes Nutzfahrzeug ist nach etwa 20 Minuten bereits wieder einsatzbereit.

Auf der IAA Transportation stellte BorgWarner Kraftstoff-Injektoren und Steuerungshardware/-software vor, mit denen ein „H₂ICE Demo-Fahrzeug“ aufgebaut wurde. Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor (H₂ICE=Hydrogen Internal Combustion Engine) erweist sich als marktreife Antriebslösung, die nur geringfügige Anpassungen am bestehenden Verbrennungsmotor erfordert, um sowohl die heutigen CO₂-Ziele als auch künftige Emissionsvorschriften zu erfüllen.

Den Beweis traten die Entwicklerteams von BorgWarner kürzlich auf dem Aachener Kolloquium „Sustainable Mobility“ an: Sie präsentierten ein Demofahrzeug, dessen Vierzylinder-1,5-Liter-GDi-Motor komplett umgerüstet wurde. Die Standard-Injektoren wurden durch DI-CHG (Direct Injector-Compressed Hydrogen Gas)-Injektoren ersetzt und das Gas-Rail-Volumen vergrößert, um die geringere Dichte von Wasserstoff im Vergleich zu Benzin auszugleichen und die Gasdruckstabilität zu gewährleisten.

Einzelne Komponenten oder komplette Systeme

BorgWarner kann OEMs über alle Fahrzeugsegmente abgestimmte Lösungen anbieten, die zu fast allen Anforderungen passen. Bei jeder Anwendung lässt sich für eine individuelle Anpassung aus dem großen Portfolio an Subsystemen schöpfen und so eine spezifische Systemlösung entwickeln.

Auch mit einzelnen Bauelementen, sogar in geringen Stückzahlen, steht der Zulieferer seinen Partnern in der globalen Automobilindustrie zur Seite. Die bewährten und erprobten Produkte genügen strengsten Qualitätskriterien und helfen Fahrzeugherstellern, Kosten, Risiken und Zeit bis zur Markteinführung zu reduzieren.

Wandel zur E-Mobilität

Die Ingenieure bei BorgWarner beschäftigen sich seit jeher mit vielen unterschiedlichen Technologien rund um den Antrieb von Fahrzeugen, und das Unternehmen war stets Innovationstreiber für wegweisende Systemlösungen. Den Trend zur Elektrifizierung hat man bereits vor langer Zeit erkannt und ist deshalb heute führend bei Technologien wie 800 Volt – immer mit einem ganzheitlichen Ansatz.

Kunden in der Automobilindustrie werden dabei unterstützt, den Wandel hin zu sauberer Mobilität für alle Fahrzeuganwendungen zu beschleunigen – vom Pkw über Nutzfahrzeuge im On- und Off-Road-Einsatz bis hin zum Schwerlast-Lkw.

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