Am Anfang der Elektroära war die Freude bei den Autozulieferern groß. Sie ergatterten reihenweise Prestigeaufträge. ZF stattete etwa den EQC, das erste Strom-SUV von Mercedes-Benz, mit einem kompletten Antriebspaket aus. Bei weiteren Elektroautos der Marke kam Valeo als Systemlieferant zum Zug.Doch damit ist bald Schluss. Der Stuttgarter Autobauer hat die „Electric Drive Unit“ für seine ab 2025 erscheinenden Elektroautos weitgehend selbst entwickelt. „Unsere Fertigungstiefe erhöht sich massiv“, sagt ein Mercedes-Manager.Demnach konzipieren die Schwaben künftig die Achsen, das Zweiganggetriebe, die Siliziumkarbid-Inverter, die Steuerungssoftware, das Kühlungssystem sowie den Rotor und Stator des Motors in Eigenregie. Lediglich Subkomponenten wie die Antriebsspulen oder Wärmepumpen werden noch zugekauft.
Dem „Inhouse“-Beispiel von Mercedes dürften viele weitere Autobauer folgen. Für die Zulieferer ist das ein herber Rückschlag. Doch noch wollen sie sich nicht geschlagen geben und kämpfen gegen den Bedeutungsverlust an – mit teils guten Argumenten, wie sich auf der IAA Mobility in München gezeigt hat.
ZF entwickelt einen Elektromotor zur Serienreife, der ohne Magnete auskommt. Im Unterschied zu heute schon verfügbaren magnetfreien Konzepten sogenannter fremderregter Elektromotoren (FSM) wird beim neuen Motor von ZF die Energie für das Magnetfeld über einen induktiven Erreger innerhalb der Rotorwelle übertragen. Das soll den Motor einzigartig kompakt machen – mit höchster Leistungs- und Drehmomentdichte. ZF-Chef Holger Klein spricht von einer „Weltpremiere“.
„Wir sehen derzeit keinen Wettbewerber, der diese Technologie so kompakt beherrscht wie ZF“, sagt Klein. Im Vergleich zu gängigen FSM-Systemen können durch den induktiven Erreger die Verluste bei der Energieübertragung in den Rotor um 15 Prozent reduziert werden.
ZF-Chef Holger Klein
„Wir sehen derzeit keinen Wettbewerber, der diese Technologie so kompakt beherrscht wie ZF.“
(Foto: dpa)
Außerdem kann der CO2-Fußabdruck um bis zu 50 Prozent gesenkt werden. Und niemand anders verbaut die Induktionstechnik in den Rotor. Das spart am Ende neun Zentimeter axialen Bauraum. Klingt wenig, ist aber im Automobilbau viel und schafft Platz.
Das Ziel ist klar: Bislang verbaut die Autoindustrie vorrangig Synchronmaschinen, bei denen ein Permanentmagnet für die „Erregung“ sorgt (PSM). Das Wesentliche an dem technischen Begriff: Die PSM-Motoren basieren auf Magneten, zu deren Herstellung seltene Erden notwendig sind.
Der neue ZF-Motor würde die Autobauer unabhängig von diesem Rohstoff und damit unabhängiger von China machen. Ein Argument, das in Zukunft noch sehr wichtig werden kann. Im Vergleich zu PSM treten keine Schleppverluste durch Permanentmagnete auf. Dies ermöglicht etwa bei langen Autobahnfahrten mit hoher Drehzahl einen besseren Wirkungsgrad.
>> Lesen Sie auch: Webasto-Chef „Chinesen mögen es bunter als Europäer“
Allerdings hat auch der kleinere Konkurrent Mahle schon vor Monaten einen Motor ohne Magnete und damit seltene Erden angekündigt und in München erneut vorgestellt. Mahle-Chef Arnd Franz spricht von einem verschleißfreien, „perfekten Motor“, der im Baukastenprinzip der jeweiligen Fahrzeugklasse angepasst werden kann.
Sparsamer Motor erlaubt kleinere Batterien
Effizienzsteigerung im Antriebsstrang ist derzeit die harte Währung bei den großen Autozulieferern. Denn je weniger Energie ein Motor braucht und je effizienter die Batterie mit Chips, gerne aus Siliziumkarbid, gesteuert wird, desto größer ist die Reichweite eines Elektrofahrzeugs. Oder alternativ: Für die gleiche Reichweite kann eine kleinere Batterie eingebaut werden. Das senkt die Kosten, denn Batterien sind die teuerste Komponente im Elektroauto.
Die deutschen Autozulieferer haben das wichtige Feld Batteriezellen den Asiaten und Amerikanern überlassen. Mit effizienteren Motoren versuchen die Zulieferer jetzt ihre Bedeutung am Markt wieder zu steigern.
>> Also read: Bosch gives up on key technology for autonomous driving
Bosch is a little more reserved when it comes to rare earths. “If customers ask us for engines without rare earths, we will be able to develop and supply them,” says the head of the mobility division, Markus Heyn. But that doesn’t seem to be the case so far. In fact, production of conventional electric motors at Bosch has doubled this year.
Heyn makes it clear that customers are currently focusing on low engine costs rather than technology. “The bottom line is that we need electric mobility to be affordable,” says the manager. He doesn’t mention absolute numbers, just like ZF and Mahle. Nobody wants to be completely looked at.
Schaeffler has chosen another alternative strategy to reduce its dependence on China for rare earths. The company has secured supply contracts for rare earths with the Norwegian manufacturer Reetec for its engines. Schaeffler will invest more than 500 million euros in expanding and expanding production capacities for electric motors by 2026.
The supplier also develops magnet-free electric motors. “This year alone, a total of seven electric motor projects are starting in our plants for our customers,” says Matthias Zink, Schaeffler’s Automotive Board Member for the Automotive Technologies division.
Mercedes announces one-liter electric mobility car
However, with the production of electric motors, automotive suppliers have penetrated the original territory of their customers in the automotive industry. The aim is to use the engine to also use other components of the drive train. “It makes a difference whether I deliver just a part for 25 euros, 200 euros or the entire system for 600 euros,” said a developer at the stand of a large supplier in Munich as he explained the new technology.
Many manufacturers like Mercedes are putting a stop to the ambitions of their suppliers. In an electric car, the engine alone will never carry the image of a brand as it once did. But Mercedes has announced nothing more and nothing less than the one-liter electric mobility car.
The company wants to build the necessary next-generation drive train itself, with a range of more than 750 kilometers and a consumption of around 12 kWh/100 km, while reducing the use of rare earths by 90 percent.
Presentation of the Mercedes EQC
ZF also supplies the complete drive train for the SUV. In future models, Mercedes wants to largely contribute this central component itself.
(Photo: Bloomberg)
Mercedes and other manufacturers also do not want to give up engine production in view of employment. Thousands of jobs are at risk for car manufacturers because an electric motor requires only a tenth of the hours of work compared to a diesel engine.
In order to cushion the threat of job cuts in-house, many car manufacturers want to at least build the electric motors in conjunction with the entire drive train themselves, even if the units from car suppliers are cheaper due to high volumes or – as the experiment by ZF and Mahle shows – have technical advantages in this regard Bring sustainability. In fact, despite demonstrative optimism at the IAA, neither Mahle nor ZF were able to name a launch customer for their engines. But there is great interest, say the bosses of both companies.
In the end, the price will probably decide. Bosch, ZF and Mahle are planning their engines in cost-effective locations in Eastern European countries, with cost structures that are not achievable for Mercedes in the engine plants in the Neckar Valley at home.
More: Mercedes wants to discontinue the A-Class and B-Class