Ist das die Zukunft der Gas-Autos?

Ingenieure des deutschen Unternehmens IAV haben Vollgas gegeben und einen zukunftsträchtigen rein monovalenten Gas-Hybriden mit 920 km Reichweite entwickelt. Beim Metamax genannten Konzept der IAV kommt kein «Benzin-Angsttank» mehr zum Einsatz. Er erlaubt also zu 100 Prozent nachhaltige Mobilität, weil ohne fossiles Erdgas und nur noch mit Biogas oder erneuerbarem Methan gefahren werden kann.

Der Hauptsitz von IAV, einem der grössten Ingenieursunternehmen der Welt, in Berlin (D). Quelle: IAV

Seit mehr als 35 Jahren steht das deutsche Unternehmen IAV, das zu den grössten Ingenieursunternehmen weltweit gehört, für Innovationen aus dem Automobilitätsbereich. Über 8000 Mitarbeiter, die meisten davon Ingenieure, suchen stets nach neuen Lösungen, auch im Bereich der wirksamen CO₂-Reduktion. Nun haben IAV-Ingenieure im Rahmen des 29. «Aachener Colloquium Sustainable Mobility» ein visionäres Konzept für einen Gas-Hybridantrieb eines Mittelklassewagens vorgestellt.

Der Gas-Antrieb wird auch von den IAV-Ingenieuren als eine der wenigen Lösungen angesehen, die sofort zu einer CO₂-Reduktion im Mobilitätsbereich weltweit beitragen kann. Es gibt aber immer noch Hindernisse, die einem breiten Einsatz von erneuerbarem Methan und Biogas im Verkehrsbereich im Wege stehen. So ist die Reichweite geringer als bei vergleichbaren Fahrzeugen mit Benzin oder Diesel. Ausserdem funktioniert der Motorkaltstart bei sehr niedrigen Aussentemperaturen noch nicht allein mit Methan. Bislang setzt man daher auf einen bivalenten Antrieb mit Benzin und Methan. Somit kann auch der hohe Oktangehalt und somit die Klopfminderung des Methans (CH₄) nicht voll ausgenutzt werden, da kurzfristig immer wieder auf Benzinbetrieb gewechselt werden muss.

Ein Schnittbild des Metamax-Konzepts mit seinem zukunftsträchtigen, monovalenten Gas-Hybridantrieb mit 920 km Reichweite. Quelle: IAV

Zusammen mit seinen Ingenieurskollegen entwickelte Dr.-Ing Emanuel Binder nun ein Antriebsstrangkonzept aus einem seriellen/parallelen Hybriden und einem reinen Methan-Antrieb, der kompromisslos Richtung perfekte CH₄-Verbrennung und somit einem hohen Wirkungsgrad von 45 Prozent optimiert werden kann. Er verzichtet ganz auf Benzinkomponenten. Bei niedriger Last kann der Elektromotor allein für den Antrieb sorgen, um Abgastemperaturen von weniger als 550 °C zu vermeiden und somit die Nachbehandlung auch des Methans durch den Katalysator sicherzustellen. Clever: Bei Motorstart heizt eine externe Heizung den Kat vor dem Motorstart schnell auf.

Positiv zudem: Wie bei einem herkömmlichen Benzin-Hybriden ermöglicht der Elektro-Boost auch beim Gas-Hybrid während der Beschleunigung die Reduzierung der Drehmomentanforderung an den Verbrenner, was dessen Effizienz erhöht und den Schadstoffausstoss minimiert. Beim Metamax genannten Konzept der IAV arbeiten ein Zwei-Liter-Motor mit 115 kW/156 PS, zwei E-Motoren mit je 40 kW/54 PS und eine kleine 2.5-kWh-Speicherbatterie perfekt zusammen. Die IAV-Ingenieure habe es zudem geschafft, die Kaltstart-Eigenschaften des Metamax-Konzepts massiv zu verbessern. Durch eine spezielle Kaltstart-Einheit kann der Verbrennungsmotor selbst bei -30°C mit Methan starten. Bislang war dafür stets Benzin erforderlich.

Technische Details zu Wirkungsgrad, Antriebsleistung und mittlerer effektiver Bremsdruck (BMEP) des Metamax. Quelle: IAV

Das Resultat: Dank fünf Tanks für insgesamt 27,4 kg Gas sind mit dem Gas-Hybrid eine Reichweite von 920 Kilometern möglich. Und beim Verbrauch glänzt der Metamax vor allem mit nur 2,84 kg/100 km! Gleichzeitig geizt die fünfplätzige Mittelklasselimousine der Zukunft nicht mit Fahrspass. Der 1750 Kilo schwere Wagen soll den Sprint von 0 auf 100 km/h in 6,9 Sekunden absolvieren und eine Spitzengeschwindigkeit von 230 km/h erreichen. Die IAV-Ingenieure haben Vollgas gegeben! Nun bleibt zu hoffen, dass das visionäre Konzept möglichst schnell von einem Autohersteller aufgenommen und in die Serienreife überführt wird. (jas, 16. Oktober 2020)

Lesen Sich auch den zweiten Beitrag zum Metamax mit weiteren Entwicklungsinfos von Emanuel Binder:
«Nur noch 2,84 kg auf 100 km!»