Klimaatdoelen versus de aandrijflijn

Onderdelenleveranciers kampen met grote uitdagingen, al lang voor corona. Sinds de vraaguitval die de pandemie met zich mee bracht weegt de investeringsdruk alleen maar zwaarder. Mahle handhaaft de geplande investeringen, crisis of niet.

Mahle-topman Jörg Stratmann: “Geen sprake van vermindering van de investeringen ondanks het hoge crisisgehalte.”

De trend is al jaren zichtbaar. Steeds strakkere milieueisen dwingen grote en kostbare ontwikkeltrajecten af. Om die te bekostigen is consolidatie onder autofabrikanten noodzakelijk, in eigendomsconstructie of door technologische partnerships. Die schaalgrootte betekent wel inkoopvolume en dus margedruk bij toeleveranciers. De energietransitie en de onzekerheid over welke aandrijfmethode gekozen dient te worden maakt de afweging tussen investeringen er niet makkelijker op. En nu dan die vraaguitval, Acea becijferde voor Europa alleen al een kwart minder registraties van nieuwe auto’s: het slechtste jaar in de historie van Acea. De gevolgen zijn vollopende fabrieken en magazijnen, uitgestelde productie en de precies op tijd leverende toeleveranciers hoeven daarmee dus nog niet te leveren. 

Volgens Jörg Stratmann, ceo bij Mahle, is er dus geen sprake van een vermindering van de investeringen ondanks het hoge crisisgehalte. Over de precieze impact van die crisis voor Mahle deed hij geen uitspraken, de focus lag in zijn presentatie op de investeringsdoelen voor de komende jaren. Samengevat: “Mahle blijft diens duale strategie volgen en dus zowel in elektrificatie als in brandstofcellen investeren.” 

Contraproductief

Waterstof vult een cruciale rol in die strategie. En dat lijkt strijdig te zijn met anderen. “De discussie rond energietransitie is momenteel vooral een politieke. Wij willen de discussie voeren vanuit een technische basis. Er zal niet één aandrijflijn van de toekomst zijn. De huidige debatten focussen daar wel op en dat is niet productief.”

De verbrandingsmotor blijft in Mahle’s investeringsplannen voor de toekomst dus een belangrijke rol vervullen, naast de alternatieve aandrijfmethoden. Voor die verbrandingsmotor van de (nabije) toekomst moeten hernieuwbare brandstoffen een bijdrage gaan leveren aan het behalen van de ambitieuze klimaatdoelen. De toeleverancier heeft daartoe een schaalbaar concept ontwikkeld genaamd Modular Hybrid Powertrain. In basis betreft het een twee- of driecilindermotor met drukvulling en geïntegreerd plug-in hybridesysteem. Niets nieuws? Volgens Mahle is het in vergelijking met bestaande hybridesystemen kosteneffectiever, compacter en lichter.

Mahle is voor slechts 40 procent van de omzet afhankelijk van verbrandingsmotoren voor personenauto’s.Het Mahle Integrated Thermal System zorgt voor een 20 procent gunstiger actieradius van een elektrisch voertuig onder winterse omstandigheden.
Schatting voor de wereldvloot anno 2030: 175 miljoen batterij-elektrische voertuigen en 960 miljoen voertuigen met verbrandingsmotoren.Om de verwachtingen van consumenten waar te maken zou de prijs van een batterijpakket rond 35 euro per kWh moeten liggen. Dat is nu 150 euro en in 2030 waarschijnlijk 100 euro…

Parellel of serieel

De gebruikte elektrische aandrijving maakt dat de basisvereisten van de brandstofmotor minder hoog zijn om toch nog net zo makkelijk in een B-segment hatchback te presteren als in een SUV in het J-segment. Afhankelijk van het laadniveau kan gereden worden in volledig elektrische modus of als seriële hybride. Bij hogere snelheden verbindt de verbrandingsmotor zich rechtstreeks met de wielen aldus een parallel hybridesysteem vormend. De versnellingsbak bevat ratio’s die variabel zijn, maar er is naar keuze ook de optie voor een opzet met een, twee, drie of vier versnellingen. Hoe dan ook, de toevoeging van elektrificatie betekent dat een kleinere brandstofmotor kan volstaan en omdat er een brandstofmotor is hoeven er geen forse accupakketten mee. Ten slotte betreft het hier lokale nulemissie.

Voor een compacte crossover SUV, gemeten volgens WLTP-methoden, zouden de CO2-emissies 18 g/km bedragen. Het gewicht van de hybride aandrijflijn is bovendien vergelijkbaar met een moderne viercilinder in combinatie met een handgeschakelde zesbak. Mahle claimt bovendien een mogelijke kostenbesparing van tot wel dertig procent.

Intern bevat de Modular Hybrid Powertrain onder meer hittebestendige kleppen (wat een mens doet afvragen of niet-hittebestendige kleppen het lang uithouden in welke verbrandingsmotor dan ook). Mahle wil met de benaming benadrukken dat het hier gaat om een middel om de uitlaatgastemperatuur te verhogen en zo de nabehandelingssystemen sneller op werktemperatuur te krijgen. Door de zuigers en zuigerveren te optimaliseren daalt het olieverbruik en daarmee ook emissie van partikels, zo claimt Martin Berger, vice-president bij Mahle Corporate Research and Advanced Engineering.

E-fuels

Belangrijk is in zijn presentatie de belofte dat de bestaande vloot snel klimaatvriendelijker kan worden ingezet door synthetische brandstoffen. Ook pleit hij voor het gebruik van ‘groene’ waterstof (regeneratief geproduceerd) en CO2 die uit de atmosfeer gehaald wordt als brandstof: “Het schoon verbranden van brandstof doet meer voor het klimaat in sommige toepassingen dan batterij-elektrische voertuigen.”

De houding van de consument in deze is een bijzondere. Hoewel consumenten gemiddeld 40 km per dag afleggen verwachten ze wel een actieradius van 500 km. Zo’n actieradius die mag – in het geval van een elektrisch voertuig – volgens tweederde van de consumenten slechts 800 euro meer kosten dan een vergelijkbare auto met verbrandingsmotor. 

In plaats van de accupakketten te vergroten richt Mahle de pijlen op de laadinfrastructuur: er moeten betere opties komen voor het snelladen. Auto’s met kleinere accu’s zijn goedkoper en lichter, zo redeneert de fabrikant, en benutten bovendien minder hoeveelheden aan eindige grondstoffen. Met een 350 kW sterke snellader kan in 5 minuten 180 km aan reikwijdte worden getankt, meer dan het dubbele van een 150 kW snellaadstation. 


Verbrandingsmotoren die hernieuwbare brandstoffen tanken moeten volgens Mahle onderdeel zijn van de mix aan aandrijflijnen om de ambitieuze klimaatdoelen te kunnen bereiken


Thermomanagement

Da’s makkelijk gezegd maar allesbepalend hiervoor is het beheersen van de temperatuur: thermomanagement. Dat geldt voor de maximale temperatuur van de batterij, maar ook voor de verschillen in temperatuur binnen een cel en tussen de cellen onderling. Mahle kiest voor een koelingsstrategie waarbij niet alleen de bodem wordt gekoeld, maar het pak over de gehele hoogte: Immersion Cooling gedoopt. Dat reduceert, zo wordt geclaimd, de maximum temperatuur van een cel tot wel veertig procent. Bovendien is er een dertig procent meer gelijkmatige temperatuurverdeling. De techniek staat dan ook aan de basis van een nieuwe generatie batterijsystemen. 

Overigens moet wel een onderscheid gemaakt worden tussen systemen met hoge voltages en de lichtere versie met 48 volt: milde hybrides. Mahle kent een modulair systeem met een geïntegreerd batterijmanagementsysteem. De statistieken liegen er niet om: zo’n twintigduizend laadcycli en een piekvermogen van 29 kW gedurende drie seconden of 23 kW gedurende tien seconden. Voor de omgevingstemperatuur waarin onverminderd gepresteerd moet kunnen worden gaat Berger uit van -30 tot +55 graden Celsius. Stevige claims dus.

In 2030 verwacht de toeleverancier dat de wereldwijde vloot 175 miljoen batterij-elektrische voertuigen telt, goed voor een besparing van 425 Mt CO2. De 960 miljoen auto’s met verbrandingsmotor leveren echter dan een gelijke besparing door het gebruik van een mengsel met twintig procent e-fuels.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *