Suchen

Borg Warner Media Day

Elektrifizierung auch außerhalb des Antriebsstrangs

| Autor/ Redakteur: Gernot Goppelt / Thomas Günnel

Der Antriebsspezialist Borg Warner baut sein Portfolio für elektrifizierte Antriebe aus. Der Zulieferer bietet künftig Produkte entlang der gesamten Energiekette im Fahrzeug. Auch Turbos haben weiterhin großen Wachstumspotenzial.

Firmen zum Thema

Der Automobilzulieferer Borg Warner baut sein Portfolio für elektrifizierte Antriebe aus – auch außerhalb der klassischen Definition des Antriebsstrangs. Im Bild ein „integrated electric drive module“ (l. ) und ein „onboard battery charger“.
Der Automobilzulieferer Borg Warner baut sein Portfolio für elektrifizierte Antriebe aus – auch außerhalb der klassischen Definition des Antriebsstrangs. Im Bild ein „integrated electric drive module“ (l. ) und ein „onboard battery charger“.
(Bild: Borg Warner)

„Ein Antrieb für alle“ funktioniert nicht mehr: Globale Emissionsgesetzgebungen bis hin zu regionalen Zero-Emission-Anforderungen erfordern Kompetenz bei Verbrennungsmotoren und allen Facetten der Elektrifizierung. Von 48 Volt über Plug-in-Hybride bis zum Elektrofahrzeug will der Automobilzulieferer Borg Warner alle Stufen abdecken – ohne aber klassische Kernkompetenzen wie beispielsweise Turbolader aufzugeben. Das Unternehmen illustrierte es auf einer Medienveranstaltung im Mai durch das „Borg Warner Alphabet“: A > B – C, H, E. Soll heißen: Auf dem Weg vom verbrennungsmotorischen (A) zum elektrischen Antrieb (B) braucht es Kompetenz bei Combustion (C) ebenso wie bei Hybrid (H) und Electric (E).

Programm für Parallelhybridantriebe

Bei Parallelhybridantrieben ist das Unternehmen bereits gut aufgestellt: Starkes Wachstum erwartet der Zulieferer bei P0 (EM vor dem Motor), P2 (EM am Getriebeeingang) und P4, also der elektrifizierten Sekundärachse. Auch P1 (hinter dem Motor) und P3 (hinter dem Getriebe) sind freilich im Produktkatalog zu finden.

Bei P2 unterscheidet Borg Warner zwei Ansätze: die übliche Hybridscheibe zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe und eine koaxiale Lösung, bei der eine seitlich versetzte kleine E-Maschine per Kette am Getriebeeingang angreift. Der Vorteil sei, dass auch bei starken E-Antrieben die Baulänge nicht zunimmt, weil der E-Motor die Einbaulänge von Motor und Getriebe kaum verändert. Bei starker Elektrifizierung bietet sich allerdings aufgrund der Traktionsvorteile auch eine Ergänzung durch P4 an – die Produkte dafür sind vorhanden.

So ist für das Jahr 2021 der Produktstart eines neuen elektrischen Antriebsmoduls (iDM = integrated electric drive module) vorgesehen. Es wird in drei Leistungsstufen (90, 120 und 160 kW) und Drehmomenten von 2.400 bis 3.800 Newtonmeter angeboten. Das Modul mit integrierter Leistungselektronik ist für die Vorder- und Hinterachse geeignet, sowohl für E-Fahrzeuge als auch für P4-Hybride. Die achsparallele statt koaxiale Anordnung der E-Maschine sorgt für einen kompakten Aufbau. Außerdem wird die Länge der Antriebswellen praktisch nicht beeinträchtigt; das iDM ist somit universell einsetzbar.

Auch bei Traktionsbatterien spielt der Zulieferer künftig mit: Anfang Mai verkündete der Borg Warner ein Joint Venture mit dem Batteriehersteller Romeo Power Technology, Borg Warner übernimmt 60 Prozent der Anteile.

Bordladegerät erweitert Antriebsstrang

Bei Plug-in-Hybriden (PHEV) und batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) entstehen ganz neue Betätigungsfelder: Es geht nicht mehr nur um den Antriebsstrang als quasi geschlossenes System, sondern um den „Power Conversion Train“, so nannte es Andrea Bassi, der den globalen Vertrieb von Ladegeräten leitet. „Bassi Bruno Elettromeccanica & C.“ stellt bereits seit 1974 Ladegeräte für industrielle Anwendungen her und wurde 2017 von Borg Warner übernommen.

2021 ist Produktstart für ein Bordladegerät, das ein universelles Laden der Traktionsbatterie mit hohem Wirkungsgrad ermöglichen soll. Das Gerät liefert 7,4; 11 oder 22 Kilowatt Ladeleistung, ist kompatibel mit den Ladestandards Chademo, CSS sowie GB/T; und flüssigkeitsgekühlt. Der Wirkungsgrad betrage 95 Prozent, das sei derzeit State-of-the-Art. Bei Ladegeräten und Leistungselektronik lohnt laut Bassi die Wirkungsgradoptimierung besonders, zumal sie leichter umzusetzen sei als bei Batterien.

Das „neue“ Produktportfolio für elektrifizierte Antriebe umfasst somit neben E-Motoren, Leistungselektronik, Achsgetrieben und integrierten Antriebsmodulen auch On- und Off-Board-Ladegeräte und Batterien, also gewissermaßen die gesamte funktionale Strecke, auf der Energie ins Fahrzeug gelangt und dort in Leistung gewandelt wird.

Thermomanagement für Kabine und Batterie

Effiziente Wandlung allein genügt aber nicht. Ein Nachteil von Hochelektrifizierung ist, dass der Verbrennungsmotor als Wärmelieferant ausfällt. Daher werden Thermomanagement-Lösungen benötigt, die möglichst wenig der elektrischen Energie abzwacken, die man zuvor ins Fahrzeug gebracht hat. Zum einen gibt es den Bedarf, den Fahrzeuginnenraum zu heizen, zum anderen mag es die Batterie warm haben, damit sie ihre volle Leistung liefert. Außer reinen Kabinenheizern bietet Borg Warner kombinierte Batterie- und Kabinenheizer an, die als hybride Produkte beides verbinden. Als so genannte Single-Plate-Version können sie entweder Innenraum oder Batterie heizen, als Dual-Plate-Version beide gleichzeitig. Die Heizelemente sind von Kühlmittel umgeben, um möglichst wenig thermische Verluste zuzulassen.

Die „Heizer“ sind nicht nur für batterieelektrische Fahrzeuge notwendig, sondern auch für Plug-in-Hybride, die im Alltag idealerweise oft elektrisch fahren. Der Zulieferer rechnet mit Blick auf 2030 damit, dass PHEVs und BEVs in einem konservativen Szenario 19 und 21 Prozent Marktanteil haben, in einem BEV-zugeneigten Szenario 5 und 30 Prozent. Mildhybride werden jedoch in beiden Szenarien 49 beziehungsweise 50 Prozent des Markts ausmachen – und somit auch sparsamere Verbrennungsmotoren erfordern.

Trends bei Verbrennungsmotoren

Hermann Breitbach, Vice President im Bereich Turbo Systems, sieht bei Verbrennungsmotoren zwei grundlegende Trends: Erstens werden die spezifischen Leistungen weiter zunehmen, getreu der Logik, dass hoher Mitteldruck ein wesentliches Stellglied für weniger Verbrauch ist. Zweitens erwartet er interessanterweise auch bei Hybridantrieben einen deutlich höheren Anteil von aufgeladenen Motoren, nämlich einen Anstieg von rund 20 auf 67 Prozent bis 2027. Zum Teil liegt das wohl am hohen Anteil der Mildhybride, aber auch daran, dass der relative Anteil von leistungsverzweigten Hybriden – mit Motoren ohne Aufladung – geringer wird.

Wie sieht der künftige Verbrennungsmotor für Hybridantriebe aus? Für erfolgversprechend hält Breitbach Downsizing (+ Turbo), Miller-Zyklus und auch bei Benzinern eine variable Turbinengeometrie, die eine optimale Füllung über eine großen Drehzahlbereich ermöglicht und die Wastegate-Verluste konventioneller Lader vermeidet.

Eine weitere Option für weniger CO2 sei der elektrische Kompressor – „eBooster“ genannt. Breitbach beantwortete auch die Frage, ob es sinnvoll ist, das Boosting per E-Maschine mit dem Kurzzeit-Boosting per E-Kompressor zu kombinieren: Ausgehend von einem 48-Volt-Hybridantieb mit 1,5-l-Turbomotor bringe das Hinzufügen eines E-Kompressors tatsächlich etwa vier Gramm je Kilometer weniger CO2. Ob das eine weitere Komponente rechtfertigt, hängt von der Kosten-Nutzen-Rechnung des OEMs ab.

Wachstum bei E-Mobilität und Thermomanagement

Borg Warners Produktstrategie spiegelt im Grunde die Evolution des Antriebsstrangs wider, in der vom P0-Hybrid bis zum BEV im kommenden Jahrzehnt fast alles möglich ist – aber nicht jede Entwicklung berechenbar. Die gute Nachricht: Bei Komponenten wie E-Antrieben, Ladegeräten und im Thermomanagement lockt erhebliches Wachstum. Beispiel: Allein bei den Hochvolt-Heizern soll der Bedarf um etwa Faktor Zehn steigen, auf über 30 Millionen Geräte im Jahr 2028.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46001210)