"Wir sammeln jetzt die Milliampere ein"

Die CO2-Debatte hat auch die Automobilelektronik erreicht. Eine neue Generation von Elektrik-/Elektronikentwicklern versucht, den Spagat zwischen stets wachsenden Kundenanforderungen und harten Verbrauchszielen zu meistern. Ganz vorn dabei: Dr. Volkmar Tanneberger bei Volkswagen.


Herr Dr. Tanneberger, der Erfolg der Automobilelektronik ist ein zweischneidiges Schwert: Mehr Stromverbrauch bedeutet ja per se auch einen höheren Kraftstoffverbrauch. Wie wirken Sie diesem Trend entgegen?
In den vergangenen Jahren haben wir immer mehr Komfort- und Infotainmentfunktionen in das Auto gebracht, weil das ein klares Bedürfnis unserer Kunden ist. Wenn man sich den Golf in Normalausstattung anschaut, dann waren im Jahr 2000 rund zehn Steuergeräte verbaut, heute sind es bereits mehr als 50. Der Stromverbrauch ist dementsprechend gestiegen.

Auf die Funktionen selbst können Sie aus Wettbewerbsgründen ja kaum verzichten.
Ja, das trifft zu. Wir können aber zum einen auf der Primärseite die Energiegewinnung effizienter gestalten. Zum Beispiel bei den Generatoren, wo wir und unsere Lieferanten lange mit einem Wirkungsgrad von ungefähr 65 Prozent arbeiteten. Wir haben jetzt das Ziel, deutlich in Richtung 85 Prozent zu gehen. Dieses Vorgehen können Sie über die gesamte Kette der Energieerzeugung und -wandlung weiterdenken. Ein weiterer Hebel liegt in der Betriebsstrategie der elektrischen Verbraucher für die Steuergeräte. Heutige Fahrzeuge kennen im Wesentlichen zwei Zustände: An und Aus. Wir entwickeln derzeit für kommende Fahrzeug-Generationen Konzepte, die deutlich mehr Zwischenzustände vorsehen. Ich will das am Beispiel eines Navigationssystems erläutern, das im Durchschnitt 1 bis 1,5 Ampere verbraucht. Weil ein Kunde nach dem Tankstellenstopp sein Ziel nicht neu eingeben soll, muss ja nicht während des Stopps Bildschirm und Laufwerk Energie verbrauchen. Für solche Situationen wäre ein Modus Kurzzeitstopp sehr sinnvoll.

Umgekehrtes gilt, wenn der Kunde drei Wochen am Flughafen parkt.
Richtig, dann braucht gar kein Strom zu fließen. Solche Situationen werden derzeit von unseren Ingenieuren modelliert, um den Energieverbrauch nutzungsgerecht zu steuern.

Was kann auf der Bauteile-Ebene noch passieren?
Hier hilft uns die Halbleiter-Technik. Durch höhere Integration bei den Prozessoren und Speichern können wir Spannungen und Ströme reduzieren. Wenn Sie das über die Vielzahl der Steuergeräte addieren, kann sehr viel erreicht werden.

Sie reden von integrierten Chips?
Ja, auch. Aber wenn Sie einen Prozessor, der bislang in 0,25 Mikron gefertigt wurde, künftig in 0,18 Mikron herstellen, brauchen Sie per se für die gleiche Rechenleistung weniger Spannung. Auch das hilft, Energie zu sparen.

Sofern Sie nicht, wie die PC-Industrie, die Prozessoren immer leistungsfähiger machen.
Das tun wir nicht. Wir stehen auch dazu im direkten Kontakt mit den Halbleiterherstellern und wollen gemeinsam in Summe Energie sparen.

Das betrifft jetzt den Eigenverbrauch der Elektronik. Was sind denn die größten Stromverbraucher an Bord, und wo kann eingespart werden?
Das ganze Thema Licht hat ein erhebliches Potenzial. Auf der einen Seite heißen wir aus Sicherheitsgründen das Tagfahrlicht gut, auf der anderen Seite führen wir aber eine intensive CO2-Diskussion. LEDs bilden hier die technologische Brücke, weil sie den Stromverbrauch dramatisch absenken. Die übrigen großen Verbraucher treten überall dort auf, wo in kurzer Zeit große Wärmeenergie bereitgestellt werden muss. Hier müssen wir uns beispielsweise fragen, ob die Aufheizzeit einer Heckscheibe nicht eine halbe Minute länger dauern darf. Auch die Auslegung nach den speziellen Bedingungen in den jeweiligen Märkten spielt eine Rolle: Man muss nicht alle Autos nach dem nordischen Winter ausrichten.

Jetzt kommen ja aber weitere elektrische Verbraucher hinzu – beispielsweise wird nach einigen Jahren Pause wieder an elektromagnetischen Ventiltrieben gearbeitet. Wäre es nicht klüger, verstärkt auf einfachere, mechanisch regelbare Lösungen zu setzen?
Allgemein gültige Aussagen lassen sich dazu kaum machen. In einer Vielzahl von Fällen ist der Wechsel zu elektrischen Systemen aber unter den Gesichtspunkten wie Gesamtenergiebilanz und Kundennutzen positiv. Wenn Sie das Beispiel elektrischer Klimakompressor nehmen, dann läuft ein mechanischer immer mit, ob die Leistung benötigt wird oder nicht. Elektronisch geregelte Kompressoren können so ausgelegt werden, dass die Gesamtenergiebilanz optimiert wird. Wenn Sie den Ventiltrieb oder auch ganz einfach ein Relais ansehen, dann wird man an einigen Stellen und für bestimmte Märkte auch von elektrischen wieder zu mechanischen Systemen wechseln. Denn heute ist die Zeit, in der wir gedacht haben, die Milliampere im Auto sind mehr oder weniger umsonst, definitiv vorbei.

Ist die Optimierung von Details – wie beim BlueMotion-Konzept – also auch in der Elektrik der Königsweg?
Die großen Steine haben wir weggeräumt, jetzt beginnt die Sisyphusarbeit. Jetzt fangen wir an, die Milliampere einzusammeln.

Ein angenehmer Nebeneffekt ist dann ja, dass der klassische Generator weiter betrieben werden kann. Trotzdem wird diskutiert, ob wir nicht alternative Formen der elektrischen Energieerzeugung benötigen, etwa Brennstoffzellen als APU oder Mild Hybrids.
Wir sind in der Konzernforschung ja an beiden Themen seit langem dran. Eine Bewertung ist extrem schwierig, weil sie nicht nur von planbaren technischen Zusammenhängen abhängt. Schauen Sie sich an, was aktuell an den Tankstellen passiert: Dieselkraftstoff ist plötzlich teurer als Normalbenzin. Bislang konnte die Brennstoffzelle für den Kunden nicht in einer vernünftigen Kosten-Nutzen-Relation abgebildet werden – aber wenn sich das Preisgefüge jetzt signifikant verschiebt, werden wir uns das ansehen.

Wir reden aber von der Brennstoffzelle als APU, nicht als Antrieb?
Ja genau.

Und beim Hybrid?
Hybridfahrzeuge der Volkswagen-Forschung sind bereits erfolgreich auf der Straße, und wir planen eine Einführung um das Jahr 2010.

Dabei handelt es sich ja um ein Antriebskonzept, das mit viel Geld und viel Gewicht verbunden ist. Man könnte einen Hybrid auch so auslegen, dass er die Bremsenergie nur einmal in elektrische Energie umwandelt und damit das Bordnetz versorgt, wenn mechanische Energieverbraucher konsequent in elektrische getauscht würden.
Der Ansatz ist grundsätzlich völlig richtig, da mit jeder Energieumwandlung Wirkungsgradverluste verbunden sind – wobei wir diesen Weg aus Gründen der Gesamtenergiebilanz nicht gehen. Wir haben in Testfahrten im innerstädtischen Bereich festgestellt, wo das Hybridkonzept am interessantesten ist, dass in einigen Fahrsituationen die rekuperierte Energie so groß ist, dass wir einen Energieüberschuss gegenüber dem momentanen elektrischen Energieverbrauch erzielen. Die Frage ist dann, ob wir die rekuperierte Energie verpuffen lassen oder sie sinnvoller Weise beim nächsten Ampelstart verwenden. Wir haben uns für den letzteren Weg entschieden.

Wären denn Konzepte denkbar, wo neben der hoffentlich bald erscheinenden Lithium-Ionen-Batterie für kurzzeitige Lastspitzen Ultracaps eingesetzt werden?
Das ist nicht nur denkbar!

Abschließend eine persönliche Frage: Wenn Sie in eine völlig mechanische Welt zurück müssten und sie führen einen Phaeton: welches System vermissten Sie am meisten?
Das sind zwei Fragen, dann darf ich auch zwei Antworten geben: In einer völlig mechanischen Welt wäre schon eine vollautomatische Klimaanlage das Wichtigste. Im Phaeton begeistert mich aber auch der Spurwechselassistent mit seinem Zugewinn an Sicherheit für den Fahrer sehr. Wenn Sie einmal auf der Autobahn das System erlebt haben, werden Sie es nicht mehr missen wollen.

Herzlichen Dank für das Gespräch.

Autor(en): Johannes Winterhagen

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