Alternative Antriebe in der Berglandtechik Diesel, Benzin, Hybrid oder elektrisch wo liegt die Zukunft?

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Stephan Ackermann 2018
Diesel, Benzin, Hybrid oder
elektrisch?
Alternative Antriebe in der Berglandtechnik
 wo liegt die Zukunft?

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Wie alles begann – vor mehr als 50 Jahren!

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Und wie es heute ist -- 2018
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Herausforderungen 2018
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• Ständig schärfer werdende
Abgasvorschriften
• Beachtet werden vor allem
Kohlenmonoxid (CO) /
Kohlenwasserstroff (HC)
• Besonders bekannt sind aber:
Stickstoffoxid (Nox) und der
Feinstaub (PM)
• Massiv höhere
Anforderungen an die
Abgasnachbehandlung.

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Metrac H9X – Abgasnachbehandlung
• Abgasnachbehandlung mit
Diesel-Partikelfilter (DPF)
• SCR Katalysator (selective
catalytic reduction) mit AdBlue
Einspritzung
• Mit Kühlwasser beheizte
AdBlue Leitungen
• AdBlue Tank im Heck des
Fahrzeuges

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Möglichkeiten
für die
Zukunft

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Die verschiedenen Möglichkeiten der Zukunft
Für die Zukunft stehen verschiedene Möglichkeiten offen:
• Dieselmotor
• Benzinmotor / Gasmotoren
Alternative Antriebe:
• Hybrid-Antrieb (Diesel oder Benzin)
• Elektro-Antriebe
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Dieselmotor
Vorteile
+ Drehmoment (Kurve / absolut etc.)
+ Verbrauchsgünstig
+ Leistungsdichte des Diesel
+ Bekannte Technik
+ Hoftankstelle unter berücksichtigt der
Auflagen gut möglich.
Nachteile
 teure Abgasnachbehandlung (DPF,
SCR, Adblue)
 Platzbedarf Abgasnachbehandlung
 Image
 in vielen Fällen wird Adblue notwendig
sein
 Erhöhter Wartungsaufwand
Zukunft:
• Wird seine Berechtigung in der Landtechnik weiterhin behalten.
• Integration der Abgasnachbehandlung wird bei vielen Fahrzeugen eine Herausforderung
Aktuelle Herausforderung:
• Weitere Reduktion der Schadstoffe wird gefordert werden.  Abgasstufe 5 wird in den
meisten Leistungsklassen 2020 eingeführt.
• Ruf des Dieselmotors leidet vor allem DE / AT / CH

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Benzin- oder Gasmotor
Aktuelle Herausforderung:
• Benzinmotor muss ebenfalls strengere Abgasnormen erfüllen, diese können aber relativ
„leicht“ durch Einbau eines Katalysators erfüllt werden.
Vorteile
+ Einfache Abgasnachbehandlung
(Katalysator)
+ Kompakte Bauweise
+ Weiterentwicklungen haben gute
Fortschritte bei den Verbrauchswerten
gebracht
Nachteile
 Leistungskurve / Drehmoment für
landwirtschaftliche Einsätze oft nicht passend
(Drehmomentanstieg)
 Lagerung auf dem Hof nicht erlaubt.(max. 20
lt.)
 Verbreitung von Gas Tankstellen oftmals
nicht gegeben.
 Feinstaub kann bei Direkteinspritzer ein
Thema werden (DPF)Zukunft:
• Kann in einigen Bereichen den Dieselmotor ersetzen, vor allem dort wo kein hoher
Drehmomentanstieg bei Drehzahlabfall notwendig ist.
• Fahrzeuge, welche mit konstanter Drehzahl betrieben werden, eignen sich gut für den
Einsatz mit Benzimmotor (bspw. Kehrmaschinen etc.)
• Teilweise werden auch schon LKW (Scania, Iveco etc.)oder Traktoren (New Holland) mit
Gasmotoren präsentiert, Technik hat aber noch wenig Verbreitung

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Verschiedene Hybrid-Konzepte
Serielle Hybridantriebe Parallele Hybridantriebe
Komponenten
Verbrennungsmotor – Generator – Fahrmotor
– Rad
Verbrennungsmotor –mechanischer Durchtrieb – Rad –
Generator / Motor – Rad
Aufbau
Keine mechanische Verbindung zwischen
Verbrennungsmotor und Antriebsachse
Direkter, mechanischer Durchtrieb vom
Verbrennungsmotor bis zum Rad und parallel dazu
elektrischer Antrieb
Vorteile
• Unabhängige Regelung des
Verbrennungsmotors vom Radantrieb
möglich
• Motor kann im Optimal-Bereich betrieben
werden
• Weniger elektrische Komponenten / Doppelnutzung
Motor / Generator
• Gute Eigenschaften für hohe
Geschwindigkeitsbereiche
• Adaption in bestehende Fahrzeugkonzepte möglich
Nachteile
• Umwandlungsverluste können je nach
Systemaufbau relativ hoch sein.
• schwer in bestehende Fahrzeugkonzepte
integrierbar
• Verbrennungsmotor kann nicht immer im Optimal-
Bereich arbeiten
• Keine unabhängige Regelung des Verbrennungsmotors
möglich.

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Elektro-Hybrid-Antriebe
Aktuelle Herausforderung:
• Verschiedene Konzepte verfügbar – Diesel-Hybrid / Benzin-Hybrid
• Erhöhter Integrationsaufwand in bestehende Fahrzeuge
Vorteile
+ Verschiedene Antriebsvarianten
möglich
+ Hoher Wirkungsgrad
+ Regelbarkeit der E-Motoren
+ Rein elektrischen fahren möglich
Nachteile
 Erhöhte Kosten für den Antrieb
 Elektroantrieb abhängig von der
Batteriegröße
 Kosten für Batterien
 Leistungsdichte Batterien
 Zusätzliches Gewicht
Zukunft:
• Kann in für gewissen Anwendungen interessant werden, vor allem wo kurzzeitige,
elektrischer Betrieb notwendig ist (innerstädtisch, lärmsensible Zonen, Umweltschutz
o.ä.)
• Downsizing des Verbrennungsmotors möglich, dadurch kann tw. die
Abgasnachbehandlung reduziert werden. (>55 kW kein Adblue notwendig für Stufe 5)

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Elektroantriebe
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Zukunft:
• Der weitere Erfolg der Elektroantriebe wird maßgeblich von der Weiterentwicklung
der Energiespeicher beeinflusst.
• Wasserstoff als Energieträger kann an Bedeutung gewinnen
• Die Fortschritte in der Elektroantriebs-Technik lassen in Zukunft neue Konzepte zu
Aktuelle Herausforderung:
• Sehr gutes Image
• Entwicklung der Elektroantriebe hat in den letzten Jahren massiv an Bedeutung
gewonnen
Vorteile
+ Hoher Wirkungsgrad des Antriebes
+ Gute Regelbarkeit der Antriebe
+ Zero-Emmision
+ Keine Abgasvorschriften
+ Einfache Technik
Nachteile
 Erhöhte Kosten und Gewicht für den
Antrieb
 Elektroantrieb abhängig von der
Batteriegröße
 Kosten für Batterien (1 kW/h Li Ion 
1.000 bis 1.500 €)
 Höhere Anforderungen an Werkstätten
 Einsatzdauer mit einer Batterieladung
oft zu gering

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Energie-Dichte vs. Leistung
• Die Energiedichte ist bei Diesel oder Benzin bedeutend höher wie bei einem Akku
• Die Effizienz eines Elektroantriebes ist auf der anderen Seite um einiges besser
• Systeme mit Verbrennungsmotoren haben eine viel geringeren Wirkungsgrad, da
sehr viel Energie in Wärme verbraucht wird
Akkus oder Kraftstoffe Wh pro kg
Blei-Säure-Akku 35
Li-Ionen Akku (2009) 130
Li-Ionen Akku (2015) 150
Li-Ionen Akku (2020) 200
Benzin 12.800
Diesel 11.800
Wirkungsg
rad
Benzin Diesel Elektro
Motor 25 bis 35 % 35 bis 40 % 90 bis 95 %
Getriebe 85 bis 95% -
Total -
System
21 bis 33% 30 bis 38% 90 bis 95%
100 kg Diesel
125 kg Benzin
2900 kg
Li Ionen
12.700 kg
Blei-Säure
10 h Arbeiten
400 kWh

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Einsatz in der Berglandtechnik – worauf kommt es an?
• Häufig geringe Auslastung pro Jahr (<200 h)
• Trotzdem sind lange Arbeitstage keine Seltenheit
• Gewicht ist ein entscheidender Faktor
• Wartungs- und Servicefreundlichkeit ist sehr entscheidend, oft große
Distanz zur nächsten Werkstätte

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Zukunft für die Berglandtechnik
• Dieselmotor wird auch in Zukunft der Antrieb sein, welcher am häufigsten
eingesetzt wird.
• Kosten für die Abgasnachbehandlung werden weiter steigen
• Wartung- und Service der modernen Fahrzeuge wird höher werden.
• Hybrid-Fahrzeuge werden in einigen Randbereichen vermehrt zum
Einsatz kommen. (Nutzung in Landwirtschaft / Tourismus)
• Reine Elektroantriebe werden auch in naher Zukunft für viele
Fahrzeugtypen selten eine Alternative sein
 zu geringe Einsatzdauer, Gewicht Batterie, Kosten

16. REFORM. Teamwork Technology.