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INTERVIEW Breitbach Jausel
 

"Wir sind bestens vorbereitet auf die elektrifizierte Mobilität.”

Die ganze Welt spricht über Elektromobilität. Auch bei BorgWarner hat man vor einigen Jahren damit begonnen, die vorwiegend mechanischen Produkte um elektrische Systeme zu ergänzen. Heute positioniert sich das Unternehmen als ein globaler Produktführer im Bereich sauberer und effizienter Antriebstechnologien sowohl für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor als auch für solche mit Hybrid- und Elektroantrieb. Dr. Hermann Breitbach und Heiko Jausel erläutern im Interview, was BorgWarner als Anbieter elektrifizierter Lösungen auszeichnet.

 

Herr Dr. Breitbach, der Elektroantrieb wird als Heilsbringer für umweltfreundliche Mobilität propagiert. Wird der Turbolader damit zum Auslaufmodell?

Dr. Breitbach: Der Turbolader wird oft wahrgenommen als Produkt, das zum Verbrennungsmotor gehört. Es ist jedoch keineswegs so, dass die Elektrifizierung Aufadesysteme überflüssig macht. Das Marktforschungsinstitut IHS prognostiziert zwar, dass der Markt für rein mit Verbrennungsmotor betriebene Fahrzeuge in den nächsten zehn Jahren schrumpfen wird. Dies wird jedoch mehr als kompensiert vom starken Wachstum bei Hybriden. Das Segment der Elektrofahrzeuge wird dagegen nur sehr langsam wachsen, ausgehend von einem ohnehin sehr niedrigen Niveau. Und gerade im Hybrid ist der Turbo voll in seinem Element. Aufladesysteme dienen schließlich weniger dazu, Leistung oder Drehmoment zu generieren, sondern vor allem dazu, die Effizienz zu verbessern.

Welche Lösungen bietet BorgWarner für diesen Wachstumsmarkt an?

Jausel: Speziell für den Hybridbereich bieten wir eBooster® und eTurbo™ an. Für diese neuen Produkte haben wir eigene Bereiche aufgebaut, die sowohl volle Produktmanagement-Verantwortung als auch die Profit-And-Loss-Verantwortung tragen. Eine eigene Vertriebsmannschaft betreut unsere Kunden mit umfassender Kompetenz im Elektrobereich. Wir haben gezielt kleine, agile Einheiten gegründet, die sich auf diese elektrischen Produkte fokussieren.

Gibt es für die neuen Produkte schon konkrete Aufträge?

Breitbach: Eine erste Serienanwendung ist der eBooster® für die Mercedes S-Klasse (siehe Artikel ab Seite 10). Hier wurde ein Dreiliter-Reihensechszylinder mit unserem elektrisch angetriebenen Zusatzverdichter ausgerüstet. Ein Startergenerator mit 15 kW Leistung speist ein 48-Volt-Bordnetz. So kann der eBooster® mit 5 kW betrieben werden und das Anfahrverhalten erheblich verbessern. Der neue, downgesizte Motor schlägt beim Ampelstart sogar den bisherigen V8-Benziner mit 4,6 Litern Hubraum. Dabei verbraucht er mehr als 20 Prozent weniger Kraftstoff. Neben diesem Serienprojekt laufen außerdem gerade zwei weitere eBooster®-Projekte, mit denen wir bald in Serie gehen.

Jausel: Die elektrische Aufladung im Hybrid ist sehr effizient durch ihren Verstärkungsfaktor. Die elektrische Leistung, mit der die Luft in den Motor gepumpt wird, generiert die bis zu zehnfache Motorleistung. Das wollen wir noch stärker kommunizieren. Die Umsetzung von elektrischer Antriebsleistung in Motorleistung mit hohem Verstärkungsfaktor ist ein wichtiger Vorteil unserer elektrischen Aufladesysteme.

Dr. Hermann Breitbach

ist seit September 2015 Vice President Global Engineering and Innovation bei BorgWarner Turbo Systems. Seine Karriere startete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der RWTH-Aachen und der University of California in San Diego. Danach arbeitete er in verschiedenen Positionen in Entwicklung und Management bei Delphi Automotive in Luxemburg und zuletzt als Chief Engineer in England. Ab 2004 war er als Abteilungsleiter bei Daimler in Stuttgart für die Vorentwicklung Dieselmotor, später für Serienentwicklung Einspritzung, Aufladung und Betriebsstoffe verantwortlich. Seine Laufbahn bei BorgWarner begann Dr. Hermann Breitbach Anfang 2014 als Director Global Product Development Passenger Car Turbo Systems.

 

 

„Gerade im Hybrid ist der Turbo voll in seinem Element.“

Dr. Hermann Breitbach

 

Sie hatten den eTurbo™ erwähnt. Wie unterscheidet sich dieses System vom eBooster®?

Breitbach: Der eBooster® ist ein elektrisch angetriebener Verdichter, der mit einem Turbolader zusammenspielt. Beim eTurbo™ ist es eine Komponente: ein Turbolader, der elektrisch unterstützt wird. Dieses Aufladesystem muss mit den gleichen aerodynamischen Komponenten den gesamten Betriebsbereich abdecken, was eine große Herausforderung für die Entwickler ist. Auch von der Positionierung unterscheiden sich beide Systeme. Der eBooster® unterstützt Downsizing und Verbrauchsreduzierung, indem der das Ansprechverhalten des Motors bei niedrigen Drehzahlen optimiert. Der eTurbo™ dagegen bringt Fun to Drive im kompletten Betriebsbereich, also auch bei hohen Lasten. Natürlich unterstützt er ein Stück weit auch das Downsizing, das ist jedoch nicht der Schwerpunkt des Produktes.

Ist der eTurbo™ wie der eBooster® für PKW konzipiert?

Breitbach: In der Vorentwicklung wurde der eTurbo™ ursprünglich für Nutzfahrzeuge auf den Weg gebracht. Ein Turbolader läuft ja permanent im Abgasstrom mit und es gibt immer wieder Betriebsbereiche, wo mehr Leistung bei ihm ankommt als benötigt wird. Bisher verpufft diese Energie ungenutzt. Mit dem eTurbo™ können wir rekuperieren, also die Überschussenergie zur Stromerzeugung nutzen und so das Bordnetz entlasten. Weil Nutzfahrzeuge häufiger im hohen Lastbereich betrieben werden, entsteht ein hoher Überschuss an Turbinenenergie, mit der man die Effizienz der Fahrzeuge verbessern kann.

Jausel: Im Falle des eTurbo™ scheinen die PKW-Hersteller jedoch schneller in der Umsetzung der Innovationen zu sein. Deshalb überführen wir den eTurbo™ gerade in den PKW-Bereich. Unsere Entwicklung ist jedoch so angelegt, dass wir NFZ-Kunden bei Interesse auch schnell bedienen können. Wir werden eine Plattform haben, die sich übertragen lässt. So können wir eine kürzere Time to Market gewährleisten.

Stichwort 48 Volt: Was bietet BorgWarner in diesem Bereich an?

Jausel: Bei den Hybriden geht der Trend zur Zeit klar in Richtung 48 Volt und zukünftig zu höheren Spannungen. Wir starten in diesem Jahr die Leistungselektronik- Entwicklungsplattform und berücksichtigen dabei sowohl 48-Volt- als auch zukünftige Hochvolt-Lösungen. Wir sind also bestens für alle aktuellen und zukünftigen Hybridarchitekturen und deren Spannungsbereiche vorbereitet. Schon heute verfügen wir über ein breites Portfolio an 48-Volt-Produkten, von elektrischen Aufladesystemen über Startergeneratoren mit integrierter Elektronik bis hin zu Motor-Generatoren, elektrischen Antriebsmodulen, Lüftern und Zuheizern. BorgWarner wird damit zunehmend zum Systemanbieter.

Breitbach: Ein exzellentes Beispiel hierfür ist ein Demofahrzeug, das wir im letzten Jahr realisiert haben. Kollegen aus der Konzernvorentwicklung, von Turbo Systems und von PowerDrive Systems haben gemeinsam unseren eBooster® und einen riemengetriebenen Starter-Generator in ein 48-Volt-Bordnetz eines Ford F150, also eines großen SUV, integriert. Sämtliche Kunden, denen wir das Fahrzeug vorgeführt haben, waren begeistert. Der Ford bietet Stop-Start- Funktionalität und die hohe Flexibilität des iBAS-Generators, Strom einzuspeisen oder zurückzuspeisen – kombiniert mit dem, was der eBooster® an Downsizing erlaubt und sowohl an Fahrspaß als auch an Effizienz bringt.

 

 

Innovation eBooster®

Der eBooster® ermöglicht es, kleine und sparsame hoch aufgeladene Motoren zu entwickeln, deren dynamisches Verhalten dem eines leistungsgleichen großen Saugmotors entspricht. Als elektrisch angetriebener Zusatzverdichter ergänzt er einen klassischen Turbolader und verbessert erheblich das Ansprechverhalten des Motors bei niedrigen Drehzahlen. BorgWarner liefert Komplettsysteme für Otto- und Dieselmotoren und Bordnetze mit 12 oder 48 Volt.

BorgWarner eBooster
 

Heiko Jausel

ist seit Oktober 2016 als Director Product Development Electronics für das Thema Elektrifizierung bei BorgWarner Turbo Systems zuständig. Seine berufliche Laufbahn begann er 1996 im Bereich Forschung und Entwicklung sowie Projektmanagement für Sensorprojekte bei Siemens. Nach verschiedenen weiteren Stationen in verantwortlichen Positionen bei Siemens bzw. Siemens VDO wechselte Heiko Jausel zu Continental Automotive. Hier verantwortete er zunächst das Kundencenter für elektronische Servolenkungssysteme (EPS) und den Ausbau der EPS-Entwicklung in Asien und Südamerika. Zuletzt leitete er das globale Elektronik-Team von Continental im Bereich Kraftstoff- sowie Abgas- Management und den Aufbau der globalen Entwicklungs- und Fertigungsorganisation.

BorgWarner eBooster

 

 

„BorgWarner bietet ein Paket, das einzigartig ist auf dem Markt.“

 
 

Wie passen die Kompetenzen von BorgWarner, die eher im Bereich der Mechanik angesiedelt sind, zu elektrifizierten Produkten?

Jausel: Ein Fahrzeug mit elektrifiziertem Antrieb besteht nicht nur aus Motoren und Leistungselektroniken, da ist auch umfassende thermische und mechanische Kompetenz gefragt. Andererseits ist Elektrik für uns keineswegs Neuland. In einigen unserer Turbolader stecken schon länger elektrische Aktuatoren, die den Weg für Elektrik bereitet haben. Relativ neu ist für Turbo Systems das Thema Leistungselektronik. Hier entwickeln wir viel in enger Zusammenarbeit mit Kollegen von BorgWarner Emissions & Thermal Systems in Ludwigsburg, die umfassendes Knowhow in dem Bereich haben. Dort sitzt auch eine Mannschaft von Turbo Systems für die gemeinsamen Entwicklungsaktivitäten. In Portugal haben wir darüber hinaus gemeinsam mit Emissions & Thermal Systems eine neue Fertigung aufgebaut, die die Leistungselektronik für den eBooster® fertigt.

Breitbach: Unsere Kompetenzen in der Mechanik kommen uns auch in der Elektrifizierung zugute. Wir beherrschen heute Abgastemperaturen von bis zu 1040 °C, Rotationsgeschwindigkeiten von 300.000 U/min, das Packaging auf engstem Raum, die Integration in den Motor. Dieses Turbolader- Knowhow können wir sehr gut in die Elektrifizierung übertragen. Unsere Erfahrung in der dynamischen Wuchtung hilft uns zum Beispiel dabei, beim eBooster® das NVH-Verhalten zu optimieren oder – was noch viel anspruchsvoller ist – beim eTurbo™ die Rotordynamik zu beherrschen. Dann ist auch unsere Expertise im Wärmemanagement gefragt, denn wenn man 5 kW Energie in den eBooster® steckt, entsteht jede Menge Wärme, die abgeführt werden muss. Ebenso ist unsere Kompetenz dabei gefragt, die Packaging-Aufgaben zu lösen.

 

„Wir bieten unseren Kunden einen Mehrwert, weil wir das System als Ganzes optimieren können.“

Heiko Jausel

 

Wie bereiten Sie sich auf den Umbruch im Markt vor – hin zur elektrifizierten Mobilität?

Breitbach: Mit eBooster®, eTurbo™ und den Konzepten, die wir sonst noch in der Pipeline haben, fühlen wir uns sehr gut gerüstet für die Hybridisierung. Darüber hinaus hinterfragen wir unser Portfolio und entwickeln neue Produkte, die für die reine Elektrifizierung interessant sein könnten. Dabei bauen wir auf unser Knowhow, das wir bei Elektronik und jetzt auch Leistungselektronik erworben haben.

Jausel: Die Elektrifizierung war bei uns bisher eher auf einzelne Produkte fokussiert. Das wird jetzt mehr in die Breite gehen in Richtung Plattform- Entwicklung. Wir bereiten uns außerdem darauf vor, dass wir unsere elektrifizierten Produkte weltweit nach einheitlichen Standards entwickeln und auch produzieren können.

Können Sie hierfür ein Beispiel nennen?

Breitbach: Wir haben bei BorgWarner die Software-Entwicklung noch ausgebaut und standardisiert. eBooster® und eTurbo™ verfügen als erste Turbolader von BorgWarner über komplexe Software. Dwie hier notwendigen Entwicklungsprozesse unterscheiden sich grundlegend von den Prozessen für mechanische Komponenten. Wir haben daher den SPICE-Prozess in unseren Turbolader-Entwicklungsprozess integriert und auch in Kunden-Audits freigegeben bekommen. Der SPICEProzess wird jetzt auf BorgWarner Ebene aufgesetzt, so dass wir Synergien innerhalb des Konzerns nutzen können. Wir sind also längst angekommen in der Elektrifizierung.

Jausel: Unsere Kunden sind oft überrascht, wie gut und wie international wir bereits bei Elektrifizierung und den zugehörigen Entwicklungsprozessen aufgestellt sind.Zum Wachstum in der Elektrifizierung nutzen wir Ressourcen und Kompetenzen weltweit. Im Konzern besteht großes Interesse daran, in Expertenforen Knowhow auszutauschen, das bei Turbo Systems, Emissions & Thermal Systems und PowerDrive Systems generiert wurde. Hier sehe ich auch die Stärke von BorgWarner für die Zukunft. Unsere Produktbereiche werden noch stärker zusammenwachsen und sich gegenseitig optimal unterstützen.

 

 

Innovation eTurboTM

Der eTurboTM ist ein Turbolader mit integriertem Elektromotor, der zugleich als Antrieb und als Generator dient. Der Elektromotor unterstützt den Kompressor insbesondere bei niedrigen Drehzahlen beim schnellen Ladedruckaufbau und verbessert dadurch das Ansprechverhalten. Bei abgeschalteter elektrischer Unterstützung funtioniert der eTurboTM wie ein klassicher Turbolader und kann in seiner Funktion als Generator Energie aus dem Abgasstrom zurückgewinnen. BorgWarner liefert 48-Volt- und Hochvolt-Systeme mit bis zu 13 KW Dauerleistung und 23 KW Spitzenleistung inklusive passender Steuerelektronik.

BorgWarner eTurbo
 

Wie sieht so ein Austausch von Knowhow im Unternehmen aus?

Breitbach: Ein gutes Beispiel ist die InnoBoost Innovation Challenge, ein weltweites Projekt, mit dem wir die Innovationskraft bei Turbo Systems fördern. Unsere Mitarbeiter konnten anonymisiert Innovationsideen in ein intranetbasiertes System einpflegen. Kollegen konnten dazu Kommentare eingegeben und Vorschläge ergänzen. Wir waren überrascht, wer sich alles mit tollen Ideen daran beteiligt hat. Insgesamt haben fast 400 Mitarbeiter gute Ideen eingebracht und vorangetrieben, von denen wir zunächst drei weiterverfolgen.

Jausel: Das Projekt kam sehr gut an. Unsere Mitarbeiter haben viel positives Feedback gegeben, weil sie ohne Vorgaben Ideen einbringen konnten, die aufgenommen und diskutiert wurden. Wir werden das wiederholen, denn es ist wichtig, dass wir unsere Mitarbeiter befragen, dort liegen unsere wahren Schätze verborgen. Die Märkte ändern sich heute schnell, BorgWarner ist auch ständig im Fluss. Da ist dieser Innovationsprozess für uns extrem wichtig.

An welchen weiteren Lösungen für künftige Antriebssysteme arbeiten Sie?

Jausel: Momentan arbeiten wir daran, den eTurboTM zur Serienreife zu bringen, den Produktionsstart visieren wir für 2021 an. Außerdem entwickeln wir gerade die zweite eBooster®-Generation. Dank unserer „Design for Value“-Methodik können wir die Kosteneffizienz der Leistungselektronik verbessern – trotz höherer Leistung und Effizienz des Systems.

Breitbach: Darüber hinaus gibt es einige weitere Projekte in frühen Phasen, bei denen wir unsere Kompetenzen in der Aufladung und Elektrifizierung gut kombinieren können. So arbeiten wir zum Beispiel an einem System, mit dem wir aus Abgasenergie mechanische Energie gewinnen, mit einem sogenannten Organic Rankine Cycle (ORC). Mit dieser Lösung können wir bei Nutzfahrzeugen die Kraftstoffeffizienz verbessern. Dank unserer Kompetenzen im Turbinenbereich und dem Knowhow der Emissions & Thermal Systems Kollegen zu Wärmetauschern konnten wir bereits ein sehr kompaktes System entwickeln und geben gerade erste Muster an interessierte Kunden weiter.

 

„Wir sind längst angekommen in der Elektrifizierung.“

Dr. Hermann Breitbach

 

In einem weiteren Projekt geht es um den Einsatz eines Turboladers mit Generator als Turbine in Kombination mit einer Brennkammer. So ein System könnte als Antriebseinheit für einen Range-Extender dienen. Ein Turbolader, der 50 oder 80 kW elektrische Energie erzeugt, könnte permanent eine Batterie an Bord eines Fahrzeuges laden, das rein elektrisch fährt. Die Verbrennung in einer Brennkammer ist sehr sauber, die Turbine kann im optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Dieser Antrieb ist gleichzeitig sehr sauber und effizient.

Jausel: Außerdem arbeiten wir zurzeit an einem Fuel Cell Air Supply System, also einem Luftversorgungssystem für Brennstoffzellen. Die Technologie würde hervorragend zu unseren Kompetenzen passen.

Wo sehen Sie insgesamt die Stärken von BorgWarner in Bezug auf die Elektrifizierung?

Jausel: BorgWarner bietet ein Paket, das einzigartig ist auf dem Markt: Da ist auf der einen Seite unsere umfassende mechanische Kompetenz, von Getrieben über thermische Komponenten bis hin zum Turbolader mit Hochintegration. Auf der anderen Seite kommt unsere Elektronikkompetenz hinzu, mit Verstärkung durch die Akquisitionen von Remy und Sevcon. So können wir komplexe elektromechanische Antriebssysteme entwickeln. Wir wollen nicht einfach Einzelprodukte verkaufen, sondern können im Zusammenspiel unserer Lösungen das Kosten-Nutzen-Verhältnis für unsere Kunden verbessern und damit neue Projekte gewinnen.

Breitbach: Was uns auch von unseren Mitbewerbern unterscheidet, ist unsere Testkompetenz in der Elektronik. Viele der Standardstests, die aus ISO-Regularien stammen, können unsere Kollegen bei Emissions & Thermal Systems in Ludwigsburg zum Beispiel heute schon durchführen. Dort steht uns unter anderem eine zertifizierte Testkammer für elektromagnetische Verträglichkeit zur Verfügung. Unsere Kompetenzen für elektromechanisches Testing werden wir weiter ausbauen.

Jausel: Eine weitere Stärke von BorgWarner ist die enge Verknüpfung von Core-Functions wie Manufacturing Engineering, Supplier Quality, Einkauf, early Involvement of Suppliers etc. Wir sind bestens darauf vorbereitet, innovative Produkte für den elektrifizierten Markt weltweit zu entwickeln und zu produzieren.

Vielen Dank für das spannende Gespräch!

 

Fotos: © BorgWarner

 

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