Interview mit Dr. Harenbrock über E-Mobility & die Zukunft des Fahrens
Ob Plug-In-Hybrid, Brennstoffzellenantrieb oder Batterie: Elektrische Antriebe verändern die Art, wie wir fahren und wie wir über Mobilität denken. Die Vorteile eines Elektroautos sprechen für sich: Niedrige Emissionswerte, kein Schadstoffausstoß durch den Motor und leises Fahren. Ebenfalls nicht zu vergessen bei aller Nachhaltigkeit: der Fahrspaß, den Elektroautos bieten. Die Automobilindustrie entwickelt sich dabei rasant weiter – immer auf der Suche nach Optimierungsmöglichkeiten für Reichweite, Herstellung und Schutz aller Systemkomponenten. Hier kommen wir ins Spiel. MANN+HUMMEL entwickelt gemeinsam mit Kunden passgenaue Lösungen für Elektroautos, -motoren und -komponenten. Wir verstehen die anspruchsvollen aktuellen und kommenden Filtrationsanforderungen und nutzen für die Entwicklung innovativer Filterelemente und -systeme unsere in über acht Jahrzehnten aufgebaute Entwicklungskompetenz – immer mit dem Ziel, unseren Kunden Problemlösungen aus einer Hand zu liefern.
Einer unserer wichtigsten Spezialisten in diesem Feld ist Dr. Michael Harenbrock, Principal Expert E-Mobility. Er identifiziert Technologietrends, analysiert Marktentwicklungen, ist Mitglied in internationalen Netzwerken und Industrieorganisationen und nutzt seine Erkenntnisse, um neue Produktinnovationen für elektrifizierte Antriebssysteme und Brennstoffzellensysteme zu konzipieren. Im Interview verrät er, was E-Mobilität ist, wie Elektromobilität funktioniert, warum sie so wichtig für die Welt ist und welche Rolle MANN+HUMMEL dabei spielt.
Herr Dr. Harenbrock, die wichtigste Frage zuerst: Besitzen Sie denn ein Elektroauto?
[lacht] Aber ja! Mit eigener Wallbox in der heimischen Garage. Welche Marke es ist, verrate ich jetzt nicht, aber so viel kann ich sagen: Meine Frau und ich wollen auf den Fahrspaß nicht mehr verzichten. Die Ruhe beim Fahren, die Beschleunigung. Herrlich.
Was ist Elektromobilität eigentlich genau?
Wenn die meisten Menschen an E-Mobilität denken, kommen ihnen die Elektrofahrzeuge in den Sinn. Hybride (HEV), Plug-In-Hybride (PHEV), Autos, LKWs oder Busse mit Batteriesystemen (BEV). Nicht vergessen dürfen wir auch die brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeuge (FCEV). Die straßengebundene Mobilität, wenn man so will. Mein Blick ist hier aber noch weiter. E-Mobilität ist ein Gesamt- oder Ökosystem, das neben den (teil-)elektrisch angetriebenen Fahrzeugen auch den gesamten Lebenszyklus umfasst: von der Herstellung von Batteriezellen, E-Motoren und des “grünen” Wasserstoffs über die Produktion von Fahrzeugen sowie deren Betrieb mit Hilfe der Ladeinfrastruktur, bis hin zu „Second Use“ und Recycling. Elektromobilität bedeutet für mich also nicht nur weniger Luftverschmutzung und Lärm durch Autos, LKWs und Co., sondern auch einen Ansatz der Nachhaltigkeit, der wesentlich früher beginnt als auf der Straße.
Das “Wie” ist also entscheidend. Wie stellt MANN+HUMMEL, wie stellen Sie sicher, dass man auf dem richtigen Weg ist, was neue Formen der Mobilität angeht?
Hierfür ist es entscheidend, immer am Puls der Zeit zu sein – also ständig neue Technologie-Trends aufzunehmen und zu bewerten. Wertvolle Quellen für das Monitoring sind unter anderem internationale Konferenzen sowie Netzwerke über die gesamte Wertschöpfungskette. Sowohl meine Kollegen als auch ich als Principal Expert E-Mobility sind Mitglieder in zahlreichen internationalen Netzwerken und Industrieorganisationen. Und natürlich ist vor allem MANN+HUMMEL als Konzern Mitglied in verschiedenen Verbänden sowie Organisationen und geht Partnerschaften mit öffentlich geförderten Projekten ein, um führend auf dem Gebiet der Filtration zu bleiben. Ein weiteres Beispiel für unser Engagement und unsere Innovationslust ist unsere Mitgliedschaft im Hydrogen Council. Egal welche Antriebssysteme unsere Kunden einsetzen, wir sind ein starker Partner mit vielfältigen Lösungen.
Und wie sieht es mit der Elektrifizierung abseits der Straßen aus? Auch hier bietet MANN+HUMMEL ja ein breitgefächertes Filtrationsportfolio.
Anwendungen jenseits von straßengebundener Mobilität gibt es bereits zuhauf. Von elektrifizierten Bau- und Landmaschinen über Gabelstapler und Brennstoffzellen-Aggregate für Kraft-Wärme-Kopplung bis hin zu maritimen und Aviation-Einsätzen.
Sie haben bereits Begeisterung gezeigt. Was sind denn für Sie persönlich die wichtigsten Vorteile von Elektroautos?
Ja, ich begeistere mich für saubere Mobilität, absolut! Der wichtigste Punkt ist die Nachhaltigkeit: Elektromobilität ist sauberer als herkömmliches Fahren, weil der CO2-Ausstoß des Autos beim Fahren im besten Fall null ist, sofern zum Laden Grünstrom verwendet wird. Und wie bereits erwähnt sehe ich auch als Fahrzeuginsasse die Vorzüge: Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren steht im elektrisch angetriebenen Fahrzeug (PHEV, BEV) gleich das volle Drehmoment zur Verfügung – das führt zu gutem Anfahrverhalten. Ferner entfällt die Geräuschemission aus dem Verbrennungsmotor. Ganz leise sind die Fahrzeuge aber nicht: Fahrgeräusche fallen natürlich auch hier an.
Unterschiedliche Antriebsarten und Technologien, zahlreiche Definitionen: Können Sie uns kurz erklären, wie Elektroautos funktionieren?
Gemeinsam ist allen Technologien, dass elektrischer Strom verwendet wird, um entweder den Verbrennungsmotor zu unterstützen und so den Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen zu senken oder über den Elektromotor rein elektrisch zu fahren. Der erforderliche Strom wird entweder „on-board“ erzeugt (Rekuperation von Bremsenergie, MHEV, FHEV) oder – zusätzlich – extern durch das Aufladen der Batterie gespeichert (PHEV, BEV). Ein Sonderfall ist die Brennstoffzelle. Hier wird der Strom im Fahrzeug direkt durch eine chemische Reaktion zwischen Sauerstoff aus Umgebungsluft sowie Wasserstoff, der im Tank mitgeführt wird, erzeugt. Dadurch wird die elektrische Reichweite vom Fahrzeuggewicht entkoppelt. Ähnlich wie beim Verbrennungsmotor: Dort hängt die Reichweite ja auch nicht von der Motorgröße ab. Egal wie, der Strom wird dann über die sogenannte Leistungselektronik so gewandelt und zur Verfügung gestellt, dass er für den Antrieb genutzt werden kann.
Warum ist E-Mobilität so wichtig für Mensch, Natur und Industrie?
Weil sie weit weniger Emissionen ausstoßen als Fahrzeuge mit herkömmlichen Antrieben. Wichtig ist hier allerdings, zwei Arten von Emissionen klar auseinanderzuhalten: CO2 als Treibhausgas, das massiv die Erderwärmung beschleunigt. Und dann NOx, Feinstaub etc. als gesundheitsschädliche Emissionen, die weltweit die Gesundheit und Lebenserwartung der Menschen negativ beeinflussen. Man darf nicht vergessen: Auch Elektrofahrzeuge emittieren Partikel wie Bremsstaub und Reifenabrieb. Einer der wenigen Nachteile von E-Autos. MANN+HUMMEL hat hier allerdings einige Lösungen entwickelt, die Bremsstaub und Reifenabrieb genau da auffangen, wo sie entstehen, bevor sie in die Umgebungsluft gelangen können. Ein Beispiel ist unser innovativer Bremsstaubpartikelfilter, der in unmittelbarer Nähe zum Bremssattel montiert wird und die Partikelemissionen somit direkt an der Quelle zurückhält.
Das perfekte Stichwort: Welche Rolle spielt denn Filtration von MANN+HUMMEL für eine saubere, grüne Mobilität?
Unsere Mission ist seit 1941 dieselbe. Wir trennen das Nützliche vom Schädlichen. Für elektrifizierte Antriebe bedeutet das konkret: Wir entfernen Verschmutzung aus Flüssigkeiten und Gasen und erhöhen so die Robustheit und Lebensdauer von Systemen in elektrifizierten Antriebssträngen. Hierbei übertragen wir mehr als 80 Jahre Erfahrung auf dieses neue Feld. Und das wirklich Erstaunliche ist: Als wir angefangen haben, uns mit dem Thema Filtration für Elektromobilität zu beschäftigen, sah es so aus, als gäbe es wenig bis gar keine Anforderungen – aber das hat sich massiv geändert. Wir bringen hier sogar ganz neue Technologien zum Einsatz!
Können Sie uns ein Beispiel nennen, wo die Erfahrung von MANN+HUMMEL mit Verbrennungsmotoren voll zur Geltung kommt?
Gerade im Einsatzgebiet Brennstoffzelle machen wir nicht nur Einzelkomponenten, sondern kombinieren verschiedene Komponenten zu Gesamtsystemen. Hier kommt uns zugute, dass die Luftaufbereitung für Brennstoffzellen der für Verbrennungsmotoren ähnelt, aber noch anspruchsvoller ist.
Warum ist Filtration für E-Mobilität so wichtig?
Wie bei herkömmlichen Antrieben können Verschmutzungen wichtige Komponenten von E-Antrieben beschädigen. Unser Ziel ist, die Lebensdauer und Leistung von Brennstoffzellen, E-Achsen oder Batterien maximal zu verlängern und zu optimieren und ein zuverlässiges Temperatur- und Feuchtigkeitsmanagement sicherzustellen. Ob Befeuchter für Brennstoffzellen, Filter für Batteriesysteme oder Komplettsysteme, die den gesamten Antrieb schützen können: Sollen E-Fahrzeuge lange und vor allem sicher fahren, müssen ihre Komponenten vor Verschmutzung und Verschleiß geschützt und die optimale Leistung sichergestellt werden.
Was sind die Triebfedern für Filtration und Separation bei Elektromobilität?
Da wäre zum einen die Kühlung und Heizung des Batteriesystems und der Brennstoffzelle. Unsere Filter stellen sicher, dass die Kühlmedien vor Verschmutzung geschützt werden und so immer im optimalen Temperaturbereich betrieben werden. Brennstoffzellen benötigen zudem saubere Zuluft. Partikel müssen hierzu abgeschieden, Schadgase adsorbiert werden. Ebenfalls wichtig: Werden E-Motor, Leistungselektronik sowie Getriebe zu einer kompakten Einheit integriert, spricht man auch von E-Achsen oder Electric Drive Units. Diese E-Achsen müssen optimal geschmiert und gekühlt sein. Auch hierfür bieten wir maßgeschneiderte Filtrationslösungen: vom Wechselfilter bis zum komplexen, funktionsintegrierten Filtrationsmodul. Und dann wäre da noch der Schutz von Batteriesystemen vor Wassereintritt, Überdruck und Batteriebränden.
MANN+HUMMEL bietet hier eine Spezialanwendung, in der Membrantechnologie eingesetzt wird, richtig?
Korrekt. Unser kombiniertes Druckausgleich-/Notentgasungselement nutzt semipermeable Membranen, die Luft durchlassen, Partikel und Flüssigkeiten jedoch zuverlässig zurückhalten. Im Normalbetrieb werden über den Luftaustausch Druckdifferenzen zwischen Umgebung und Batteriesystem-Inneren ausgeglichen, die ansonsten zu Verformungen im Batteriesystem-Gehäuse führen könnten. Im Falle von Gasaustritt aus einer Batteriezelle reißt die Membrane, und der resultierende Überdruck kann schnell abgeführt werden, um Schlimmeres zu verhindern. Das Produkt ist bereits seit fast zehn Jahren bei immer mehr Kunden im Serieneinsatz.
Gibt es weitere Anwendungsfelder, in denen Ihr Portfolio für saubere Mobilität zum Einsatz kommt?
Innovative OEMs sind stark an besserer Luftqualität im Fahrzeug interessiert, also der Reduzierung von Feinstaub und gesundheitsschädlichen Gasen wie zum Beispiel Stickoxiden. Unsere mehrstufigen Innenraumfiltersysteme mit hocheffizienten HEPA-Filtern können Fahrzeuginsassen selbst vor ultrafeinen Partikeln schützen. Sensoren und ein intelligentes Management sorgen dabei für eine bedarfsgerechte Steuerung. Um den Energieverbrauch des Systems zu minimieren und im Innenraum eine optimale Luftqualität zu erreichen, müssen verschiedene Filtrationsstufen intelligent miteinander verbunden werden: ein „smartes“ System, das so gut filtriert, wie es die aktuelle Luftqualität „draußen“ erfordert. Die intelligente Systemsteuerung ist für BEV besonders wichtig, da die benötigte Energie für den Betrieb des Systems aus der Traktionsbatterie gezogen werden muss – also verringert sich hierdurch die elektrische Reichweite. Diesen Energieverlust können unsere Produkte minimieren.
Beruflicher Werdegang
Dr. Michael Harenbrock studierte organische Chemie und ist seit über 24 Jahren bei MANN+HUMMEL tätig. Nach verschiedenen Aufgaben im Bereich der Entwicklung und des Business Developments befasst er sich seit 2013 mit dem Thema Filtration für alternative Antriebe. Als Principal Expert Electric Mobility ist Dr. Harenbrock heute Experte für die Filtration von xEV- und Brennstoffzellenfahrzeugen bei MANN+HUMMEL.
Möchte ich meine Batterien „auftanken“, benötige ich eine Ladestation. Wie hilft MANN+HUMMEL Filtration beim Ladevorgang?
Auch die Ladeinfrastruktur benötigt Filtrationslösungen, insbesondere Schnellladesäulen. Wir bieten hier Luftfilter an, die die von außen angesaugte Kühlluft für die Elektronik reinigen und so vor Verschmutzung schützen. Unser Ansatz führt zu höherer Energieeffizienz und geringerer Lärmbelästigung durch die Kühlgebläse.
Herr Dr. Harenbrock, wir danken Ihnen für das Gespräch.
Ich danke Ihnen. Ich bin stolz darauf, dass wir bei MANN+HUMMEL unsere gesellschaftliche Verantwortung für saubere Mobilität aktiv annehmen und zeigen, was möglich ist – und dass ich hierbei meine Rolle gestalten kann. Wir dürfen nie vergessen: Wir tun das vor allem für eine lebenswerte Welt für unsere Kinder und Enkelkinder.
Unser Antrieb für saubere Mobilität
Filtrations- und Separationstechnologien sind ein wichtiger Bestandteil, um die Welt sauberer zu machen.
Erfahren Sie im Video mehr über innovative Filtrationslösungen und wie MANN+HUMMEL zu einer sauberen Mobilität beiträgt und die negativen Auswirkungen des Verkehrs auf das Klima, die Umwelt und den Menschen reduziert.