Fachbuch, 2019
117 Seiten
1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
1.2 Methodik und Aufbau
2 Antriebskonzepte in Kraftfahrzeugen
2.1 Der Verbrennungsmotor
2.2 Der Elektroantrieb
2.3 Der Hybridantrieb
2.4 Der Brennstoffzellenantrieb
3 Wissenschaftliche Methodik
3.1 Die Erfolgsfaktorenforschung
3.1.1 Der Erfolgsfaktor
3.1.2 Bestimmung von Erfolgsfaktoren
3.2 Die Nutzwertanalyse als Entscheidungsinstrument
3.3 Methodische Anwendung
4 Analyse der Erfolgsfaktoren
4.1 Ökonomische Merkmale
4.1.1 Anschaffungs- und Unterhaltskosten
4.1.2 Ladeinfrastruktur und Tankstellennetz
4.2 Ökologische Merkmale
4.2.1 Klimabilanz
4.2.2 Gesundheitliche Belastungen
4.2.3 Ressourcenverfügbarkeit
4.3 Technische Merkmale
4.3.1 Fahrzeugsicherheit
4.3.2 Fahrdynamik
4.3.3 Reichweite
4.3.4 Robustheit
4.3.5 Designmöglichkeiten
4.3.6 Entwicklungspotenzial
4.4 Sonstige Merkmale
4.4.1 Politische Begünstigungen
4.4.2 Tank- und Ladeverfahren
5 Elektromobilität in Deutschland
5.1 Ergebnisse der Umfrage
5.2 Ergebnisse der Analyse
5.3 Herausforderungen der deutschen Automobilindustrie
6 Management Implikation
Ziel der Arbeit ist es, die Elektromobilität in Deutschland unter Berücksichtigung verschiedener Erfolgsfaktoren zu analysieren, die Konkurrenzfähigkeit des Elektromotors im Vergleich zu alternativen Antriebskonzepten zu bewerten und die daraus resultierenden Herausforderungen für die deutsche Automobilindustrie zu beleuchten.
2.1 Der Verbrennungsmotor
Ein Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie aus Kraftstoffen durch Verbrennung in mechanische Arbeit (Antriebsenergie) um. Der deutsche Erfinder Nikolaus Otto erfand 1876 den ersten funktionierenden Explosionsmotor, der bis heute die Grundlage von Verbrennungsmotoren ist. Karl Benz komprimierte und entwickelte den Motor weiter und konstruierte damit 1886 das erste Benzin-Automobil der Welt. Auch heutzutage wird für den nach Nikolaus Otto benannten Ottomotor noch überwiegend Benzin aber auch zunehmend Flüssiggas (LPG) oder verdichtetes Erdgas (CNG) als Kraftstoff verwendet. Der Ottomotor arbeitet mit Kolben in einem Zylinder und basiert auf einem Viertakt-Prinzip. Das bedeutet, dass er für ein Arbeitsspiel vier Kolbenhübe machen muss. Für kleinere Motoren wird auch manchmal ein Zweitakt-System verwendet.
Das Kraftstoff-Luft-Gemisch gelangt beim Ansaugtakt (1) durch das Einlassventil in den Zylinder. Beim Verdichtungstakt (2) wird aufgrund der geschlossenen Ventile und dem nach oben bewegenden Kolben der Druck des Gemisches vergrößert und anschließend durch einen elektrischen Funken explosionsartig entzündet.
Durch die Wärmeausdehnung des verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisches wird beim Arbeitstakt (3) der Kolben wieder nach unten gedrückt. Beim Auspufftakt (4) bewegt sich der Kolben wieder nach oben und stößt die Verbrennungsgase durch das Auslassventil aus. Nach dem 4. Takt fängt der komplette Zyklus wieder von vorne an. Die Ventile werden durch eine Nockenwelle jeweils im richtigen Zeitpunkt geöffnet und geschlossen. Die Kraft des hin- und herbewegenden Kolbens wird über eine Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgewandelt. Indem mehr Zylinder mit sich teilweise überlappenden Arbeitsakten verwendet werden, wird ein sehr geschmeidig verlaufendes Drehmoment erzeugt.
1 Einleitung: Einführung in die Problematik der Elektromobilität, die Relevanz der Automobilindustrie und Zielsetzung der Arbeit.
2 Antriebskonzepte in Kraftfahrzeugen: Detaillierte Vorstellung von Verbrennungsmotor, Elektroantrieb, Hybridantrieb und Brennstoffzellenantrieb.
3 Wissenschaftliche Methodik: Erläuterung der Grundlagen der Erfolgsfaktorenforschung und der Nutzwertanalyse als Bewertungsinstrument.
4 Analyse der Erfolgsfaktoren: Untersuchung verschiedener Kategorien wie Ökonomie, Ökologie und Technik sowie politische Einflussfaktoren.
5 Elektromobilität in Deutschland: Darstellung der Umfrageergebnisse, Analyse der Wettbewerbsposition mittels Nutzwertanalyse und Herausforderungen der Automobilindustrie.
6 Management Implikation: Schlussbetrachtung mit Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick auf die zukünftige Entwicklung.
Elektromobilität, Verbrennungsmotor, Hybridantrieb, Brennstoffzellenantrieb, Erfolgsfaktoren, Nutzwertanalyse, Automobilindustrie, Klimabilanz, Fahrzeugsicherheit, Ladeinfrastruktur, Reichweite, Deutschland, Energiewende, Nachhaltigkeit, Marktanalyse
Die Arbeit untersucht die Erfolgsaussichten der Elektromobilität in Deutschland durch einen Vergleich des Elektroantriebs mit anderen Antriebskonzepten wie Verbrennungs-, Hybrid- und Brennstoffzellenantrieben.
Zentrale Themen sind die ökonomischen, ökologischen, technischen sowie politischen Erfolgsfaktoren, die den langfristigen Erfolg von Antriebskonzepten in der Automobilindustrie bestimmen.
Das Ziel ist es, die Elektromobilität unter Berücksichtigung verschiedener Erfolgsfaktoren darzustellen und die Konkurrenzfähigkeit des Elektromotors im Vergleich zu alternativen Konzepten fundiert zu analysieren.
Zur Bewertung wird die Nutzwertanalyse (NWA) genutzt, bei der verschiedene Antriebsarten anhand identifizierter Erfolgsfaktoren bewertet und gewichtet werden.
Der Hauptteil gliedert sich in die Vorstellung der Antriebskonzepte, die methodische Fundierung der Erfolgsfaktorenforschung sowie die detaillierte Analyse dieser Faktoren unter Anwendung der Nutzwertanalyse.
Zu den wichtigsten Begriffen gehören Elektromobilität, Erfolgsfaktorenforschung, Nutzwertanalyse, Antriebsarten sowie die Transformation der deutschen Automobilindustrie.
Der Hybridantrieb schneidet in der durchgeführten Nutzwertanalyse am besten ab und stellt nach Einschätzung des Autors derzeit den besten Kompromiss für Kunden dar.
Die Branche steht vor einem Paradigmenwechsel, bei dem hohe Investitionen in neue Batterietechnologien und Produktionsstrukturen erforderlich sind, um im globalen Wettbewerb, insbesondere gegenüber asiatischen Anbietern, bestehen zu können.
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