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Elektroantrieb Erhaben über jeden Verbrenner

Von Ute Drescher

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Siemens baut sein Engagement für die Elektromobilität aus. Jörg Grotendorst, CEO der Business Unit eCar Powertrain Systems, erklärt Gemeinsamkeiten und Unterschiede zur Industrie.

Joerg Grotendorst, Chief Excecutive Officer E-Car Powertrain Systems, 
Siemens AG, Erlangen.
Joerg Grotendorst, Chief Excecutive Officer E-Car Powertrain Systems, 
Siemens AG, Erlangen.
(Bild: Drescher/konstruktionspraxis)

Siemens verstärkt sein Engagement für die Elektromobilität. Wie sieht das aus?

Nach der Eröffnung unserer neuen Produktionslinie für Elektromotoren im Herbst 2014 in Bad Neustadt a.d. Saale, haben wir nun in Erlangen einen neuen Entwicklungs- und Fertigungsstandort sowie Gebäude für den Hauptsitz der Business Unit eCar Powertrain Systems eingerichtet, die wir am 27. April feierlich eröffnet haben.

Nachdem Siemens VDO 2007 verkauft hatte, stieg man 2010 in Fahrzeugantriebe ein. Warum?

Die Gründe sind relativ einfach. Im Bereich eCar Powertrain Systems entwickeln und fertigen wir im Grunde die selben Antriebe wie in unserem Industriebereich. Die Vision Siemens 2020 beschreibt die Themenfelder Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung, die sich nahezu 1:1 ins Fahrzeug übertragen lassen. Siemens ist außerdem schon lange in Mobilitätsthemen aktiv, u.a. bei Lkw und Bussen.

Worin unterscheiden sich Pkw-Anwendungen von Industrieanwendungen?

Bei Komponenten für Pkw-Anwendungen gibt es in der Regel relativ wenig Stückzahl-Varianten, dafür aber sehr hohe Stückzahl-Volumen. Das ist bei Projektlösungen in der Industrie normalerweise anders. Dort lebt man von einer relativ großen Bandbreite von Applikationen, für die nur selten exakt gleiche Baugruppen eingesetzt werden. Wir versuchen jetzt, das eine mit dem anderen zu verbinden, also für die Elektromobilität von unseren effizienten Industrieantrieben zu profitieren, über Scaling- und Volumeneffekte aber einen Benefit in die Industrieanwendung zurückzugeben.

Wird Siemens für die Elektromobilität auch in ganz neue Bereiche einsteigen?

Nein. Es wird keine Navigations-, Einspritz- oder Bremssysteme von Siemens geben. Unser Fokus liegt auf Umrichtern, Spannungswandlern und elektrischen Maschinen und der Anbindung des Fahrzeugs ans öffentliche Netz.

Welches sind die größten Vorteile eines Elektromotors gegenüber einem Verbrennungsmotor?

Neben den allseits bekannten ökologischen Vorteilen ist die Beschleunigung eines Elektromotors erhaben über jeden Verbrenner. Auch Fahrgefühl – ein wichtiges Kriterium in diesem Markt – und Fahrperformance müssen den Vergleich mit Verbrennungsmotoren nicht scheuen.

Welche Herausforderungen sehen Sie allgemein für die Elektromobilität?

Das wirtschaftliche Speichern der erforderlichen Energie bleibt eine Herausforderung. In diesem Jahr kommen erste Fahrzeuge in der Kompaktklasse auf den Markt, die über eine Reichweite von 200 km verfügen. Das ist schon ganz ordentlich. Für Langstrecken ist aber im Moment noch ein Plug-in-Hybrid als emissionsarmes Universalfahrzeug die optimale Lösung, bei dem Reichweitenangst nicht aufkommen muss. Um eine hohe Akzeptanz zu erreichen, ist aber sicher eine Reichweite von 400 km nötig. Eine weitere Herausforderung ist die Ladeinfrastruktur. Bis jetzt gibt es weder einheitliche Standards noch eine Infrastruktur.

Was betrachten Sie als wichtigste Aufgabe für sich als Antriebshersteller?

Wir benötigen einen integrierten Antriebsstrang. Es braucht Lösungen, die den Gesamtaufwand für die Installation bei unseren Kunden, den Fahrzeugherstellern, senken. Was wäre besser geeignet als ein Plug-and-play-System, also ein Antriebsstrang, der nur noch an Plus- und Minuspol der Batterie angeschlossen werden muss? Umrichter, DC/DC-Wandler, Motor und Getriebe müssen eine Einheit bilden.

Damit zielen sie wie in der Industrie auf einen integrierten Antriebsstrang ab?

Viele sprechen im Zusammenhang mit der Elektromobilität von einer Revolution. Ich bin der Meinung, dass es sich um eine Evolution handelt. Zwar sind die Komponenten größer und schwerer als in der Vergangenheit, aber das Prinzip der Hochintegration haben wir schon nach dem Elchtest kennengelernt. Damals war das ESP auch ein Sondersystem, das einen Unterdruckverstärker, eine Hydraulikpumpe, einen Magnetventilblock, ein Steuergerät, verschiedene Sensoren und Bremsleitungen benötigt hat. Diese Komponenten sind heute in einer Bremseinheit integriert. Damit ist die Massenverbreitung des ESP erst möglich geworden; sowohl die Kosten für die Komponente als auch den Einbau hat man so in den Griff bekommen. Auf eine ähnliche Entwicklung setze ich auch bei den elektrischen Antrieben.

Welche Gemeinsamkeiten sehen Sie beim Thema Energieeffizienz mit der Industrie?

Aus meiner Sicht sind die Herausforderungen genau die gleichen. Das schönste Beispiel ist die Start-Stopp-Automatik. Ohne sie verbraucht das Fahrzeug nutzlos Energie, zum Beispiel an einer roten Ampel. In der Industrie ist das genauso. An Flughäfen kann man zum Beispiel unzählige Förderbänder beobachten, die leer laufen. Das gibt es überall in der Industrie: in Produktionsanlagen, in der Prozessindustrie, bei Förderbändern.

Was ist notwendig, um dieses Potential zu heben?

Lastabhängiges Regeln. Wir müssen sowohl im Automobil als auch in der Industrie gleichermaßen Regelsysteme einsetzen, um jeden Motor im optimalen Betriebspunkt zu betreiben.

Wie geht Siemens an die Entwicklung heran?

Wir haben alles, was wir dazu benötigen, im Haus. Die Softwarepakete samt Entwicklungssoftware und CAD-Systemen, die wir auch in der Industrie verwenden sowie unseren Kunden verkaufen. Basis-Entwicklungen und Konstruktionsleistungen teilen wir uns mit den Kollegen in der Industrie. Alle nutzen die gleiche Software NX und Teamcenter. Darüber hinaus sind wir in gemeinsamen Entwicklungs- und Kompetenzzentren organisiert, so dass man sich grundsätzlich gemeinsame Entwicklungen zum Beispiel für permanenterregte Synchronmaschinen oder Asynchronmaschinen im Siemens-Konzern nicht mehrfach überlegen muss.

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Gilt das auch für die Umrichterkonstruktionen?

Grundsätzlich ja, aber in Details gibt es doch große Unterschiede, denn in der Industrie sind das ja oft schrankgroße, luftgekühlte Konstruktionen. Im Auto kommt es dagegen natürlich vor allem darauf an, möglichst klein und kompakt zu bauen und eine abgestimmte IT-Schnittstelle zum Restfahrzeug zu haben; außerdem ist die Wasserkühlung für alle Komponenten im Fahrzeug ein großes Thema. Da haben wir insbesondere noch Gemeinsamkeiten mit den Kollegen von den Schienenfahrzeugen und den E-Flugzeugen.

Gibt es schon erste Anwendungen?

Ja, wir sind stolz darauf bei Siemens die automobile Serienproduktion für den neuen Volvo XC90 aufzunehmen und liefern das erste elektrische Antriebssystem. Das Fahrzeug wird als Plug-in-Hybrid T8 Twin Engine verkauft, weil es die Leistungsdaten eines typischen 8-Zylinders aufweist. Volvo hat aber nur einen reinen Vierzylinder-Motor entwickelt, der die Vorderachse antreibt. Die elektrische Maschine, die von uns kommt, treibt die Hinterachse an, was in der Kombination für Allradantrieb sorgt.

Vielen Dank für das Gespräch!

* Ute Drescher ist Chefredakteurin der konstruktonspraxis, Vogel Business Media, Würzburg.

Umrichter für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Mit einem neuen Standort für die Entwicklung, Produktion und Tests von elektrischen Antrieben für Hybrid- und Elektrofahrzeuge erweitert Siemens seine Geschäftsaktivitäten für die Elektromobilität: Auf 1200 m2 fertigt das Unternehmen Umrichter für den elektrischen PKW-Antriebsstrang in Serie. Auf weiteren 1300 m2 entstand ein Prüf- und Testbereich mit Prüfständen und Laboren für die Entwicklung kompletter Antriebssysteme sowie Ladetechnologien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Ebenfalls neu: ein Bürogebäude für bis zu 400 Mitarbeiter, der internationale Hauptsitz der Geschäftseinheit eCar Powertrain Systems. Durch die unmittelbare Nachbarschaft zur Business Unit Motion Control und dem Gerätewerk Erlangen (GWE) hat Siemens seine Kompetenzen im Bereich der Umrichtertechnologie gebündelt. Seit 1969 fertigt das Unternehmen im Gerätewerk Erlangen Umrichter für den industriellen Einsatz.

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