Masterarbeit, 2010
109 Seiten, Note: 2
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielformulierung
1.3 Vorgehensweise
2 Treiber einer zunehmenden Diversifizierung und Elektrifizierung von Fahrzeugen
2.1 Legislative Anforderungen - Umweltbelastung
2.2 Endlichkeit fossiler Ressourcen
2.3 Zunehmende Relevanz Erneuerbarer Energien
2.4 Kundenpräferenzen
3 Grundlagen zum konventionellem Antrieb und der Hybridmobilität
3.1 Verbrennungsmotor als Antriebskonzept
3.1.1 Terminus und Historie des Verbrennungsmotors
3.1.2 Aufgaben und Funktionen des Verbrennungsmotors im Überblick
3.1.3 Status Quo des Verbrennungsmotors für OEM
3.2 Begriff und Hybrid-Klassen
3.2.1 Micro Hybrid
3.2.2 Mild Hybrid
3.2.3 Voll Hybride und Plug-In Hybride
3.3 Vollständige Elektrifizierung des Antriebstrangs
3.3.1 Elektromobil
3.3.2 Kopplung Erneuerbarer Energien mit Elektro- und Hybridfahrzeugen
4 Konventionelle und hybridangetriebene Fahrzeuge – Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
4.1 Definition Wirtschaftlichkeit
4.2 Automobilindustrie als Markt für Hybridfahrzeuge und Elektromobilität
4.3 Treiber für Hybridfahrzeuge und Elektromobilität – ausgewählte Aspekte
4.3.1 Energiepolitische Faktoren
4.3.2 Staatliche Förderung
4.4 Hybridantrieb versus konventioneller Verbrennungsmotor – Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
4.4.1 Optimierungsmöglichkeiten durch Verwendung von Hybridvarianten
4.4.2 Plug-In-Hybridfahrzeuge – Aufpreis und Amortisationsdauer gegenüber konventionellen Fahrzeugen
4.5 Elektrifizierung des Antriebstranges als Schlüsseltechnologie für OEM
4.6 Ausgewählte Hemmnisse im Rahmen der Elektrifizierung des Antriebstranges
4.6.1 Kundenpräferenzen und Kosten einer vollständigen Elektrifizierung
4.6.2 Hemmnis Förderungsunterstützung
5 Schlussbetrachtung
Die vorliegende Arbeit untersucht den Status Quo und die Treiber für eine zunehmende Elektrifizierung von Automobilantrieben. Dabei wird analysiert, wie verschiedene Antriebskonzepte – vom klassischen Verbrennungsmotor über diverse Hybridklassen bis hin zum rein batterieelektrischen Fahrzeug – hinsichtlich ihrer technischen Merkmale und ökonomischen Wirtschaftlichkeit zu bewerten sind, um eine fundierte Aussage über deren Zukunftsfähigkeit treffen zu können.
3.1.2 Aufgaben und Funktionen des Verbrennungsmotors im Überblick
Als zentrale technische Anforderungen an einen konventionellen Verbrennungsmotor gelten:
Aus dem Stillstand muss ein Fahrzeug anfahren können und bis zu einer definierten Endgeschwindigkeit jede vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit einstellen lassen.
Zur Realisierung dynamischer Fahrvorgänge müssen Antriebsdrehmoment und -drehzahl schnell regelbar sein.
„Der Energieträger muss auf kleinem Raum bei geringem Gewicht einen hohen Energieinhalt bereitstellen. Ohne große Nutzlast- und Raumverluste soll eine möglichst hohe Reichweite ohne Unterbrechung oder Wiederbetankung möglich sein.
Masse und das Bauvolumen sind möglichst klein zu halten.
Das gesamte System muss Erschütterungen und Bewegungen ertragen können.
Der Antrieb soll kurzfristig (auch bei niedrigen und hohen Temperaturen) betriebsbereit sein.“
Mit Blick auf den Status Quo konventioneller Verbrennungsmotoren lässt sich die Optimierung dieser Produkte als zentraler Treiber der zurückliegenden Jahre identifizieren. Ausgewählte Ansätze stehen im Fortgang im Fokus.
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die aktuelle Umbruchphase der Automobilindustrie ein und definiert die Problemstellung sowie die Vorgehensweise der Untersuchung.
2 Treiber einer zunehmenden Diversifizierung und Elektrifizierung von Fahrzeugen: Das Kapitel identifiziert legislative Anforderungen, Ressourcenknappheit und Kundenwünsche als primäre Treiber für alternative Antriebe.
3 Grundlagen zum konventionellem Antrieb und der Hybridmobilität: Hier werden technische Grundlagen vom Verbrennungsmotor bis zu den verschiedenen Hybrid-Klassen und dem reinen Elektroantrieb erläutert.
4 Konventionelle und hybridangetriebene Fahrzeuge – Wirtschaftlichkeitsbetrachtung: Dieses Hauptkapitel analysiert die ökonomischen Aspekte, Anschaffungskosten und Amortisationsdauern verschiedener Fahrzeugkonzepte.
5 Schlussbetrachtung: Das Kapitel fasst die gewonnenen Erkenntnisse zusammen und resümiert, dass eine Ablösung des Verbrennungsmotors kurzfristig noch nicht absehbar ist.
Hybridfahrzeuge, Elektromobilität, Verbrennungsmotor, CO2-Emissionen, Wirtschaftlichkeit, Amortisationsdauer, Plug-In Hybrid, Batterietechnik, Automobilindustrie, Energiewende, Kundenpräferenzen, Kraftstoffverbrauch, Förderungsunterstützung, Elektrifizierung, Nachhaltigkeit.
Die Arbeit analysiert die Wirtschaftlichkeit von Hybridfahrzeugen und Elektroantrieben im Vergleich zu konventionellen Verbrennungsmotoren vor dem Hintergrund sich wandelnder Rahmenbedingungen.
Die Schwerpunkte liegen auf den Treibern der Elektrifizierung, technischen Grundlagen von Hybrid- und Elektroantrieben sowie einer detaillierten Wirtschaftlichkeitsanalyse.
Das Ziel ist es, den Status Quo der Antriebstechnologien zu erfassen und mittels vergleichender Analysen Aussagen über die Wirtschaftlichkeit alternativer Automobilantriebe bereitzustellen.
Die Arbeit nutzt eine diskursive und vergleichende Analyse sowie die Untersuchung von Kostenformeln (Total Cost of Ownership) und empirischen Daten aus der Automobilindustrie.
Im Hauptteil liegt der Fokus auf den Innovationstreibern, den Hemmnissen für den Ausbau der Elektromobilität und der konkreten Wirtschaftlichkeitsberechnung am Beispiel von Klein- und Mittelklassefahrzeugen.
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Hybridantrieb, Elektrifizierung, Amortisation, CO2-Reduktion und Automobilzulieferindustrie charakterisiert.
Hauptprobleme sind derzeit die hohen Batteriekosten, die begrenzte Reichweite und die noch unzureichende Ladeinfrastruktur, wodurch die Fahrzeuge wirtschaftlich oft unattraktiv sind.
Staatliche Förderungen werden als notwendiges Instrument angesehen, um die Markteinführung von Elektrofahrzeugen wirtschaftlich konkurrenzfähig zu gestalten, da private Nachfrager oft hohe Mehrkosten scheuen.
Hybridtechnologien werden als praxistauglicher Zwischenschritt gewertet, der den Weg in Richtung einer vollständigen Elektrifizierung des Verkehrs in der Zukunft begünstigt.
Die Automobilindustrie gilt als Schlüsselindustrie, deren Umbruchphase durch neue Antriebe sowohl volkswirtschaftlich als auch technologisch weitreichende Auswirkungen auf Arbeitsplätze und Innovationskraft hat.
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