Die Alternative Zukunft der Autobranche

Alternative Antriebe verändern Ingenieurausbildung genau so fließend wie der Elektroantrieb ins Auto wandert. Die Ingenieurwissenschaften werden komplexer.

Der Hybrid gilt als Wegbereiter für den Elektroantrieb im Auto. In der Ausbildung von Ingenieuren zeigt sich der Wandel durch neue Ausbildungsinhalte schon heute. Es wird ein fließender Übergang in den Studieninhalten stattfinden - und überraschenderweise lässt der batteriegespeiste Elektromotor die Nachfrage nach Ingenieuren der Elektrotechnik nicht sprunghaft ansteigen. Das geschieht in ganz anderen Disziplinen.

Trend zur Vielfalt

Mahle ist Synonym für den Motorenbau in Deutschland. Das Unternehmen ist Weltmarktführer in der Entwicklung und Produktion von Kolben, Motorkomponenten, Filtersysteme – und damit direkt mit dem Wandel hin zu alternativen Antriebstechnologien konfrontiert. "Ob nun Hybrid, Elektro oder Wasserstoff: wir beschäftigen uns mit allen Technologien", sagt Dr. Uwe Mohr, Leiter zentrale Forschung und Vorausentwicklung.

2500 Entwicklungsingenieure arbeiten bei Mahle. Dass sich viele davon mit der Optimierung des Verbrennungsmotors beschäftigen, liegt nach der Aussage von Mohr auf der Hand: "Es wird kein entweder oder bei der Antriebstechnologie der Zukunft geben, sondern ein nebeneinander." Er sieht Nischen für den reinen Verbrennungsmotor auf der langen Strecke und ebenso eine Daseinsberechtigung des Elektrofahrzeugs im Stadtbetrieb. Irgendwo dazwischen siedelt er den Hybrid an.

Ingenieurwissenschaften werden komplexer

Entsprechend der möglichen Vielfalt ist die Entwicklung neuer Antriebe bei Mahle organisiert. "Wir fahren nicht mit voller Kraft in eine Richtung, sondern bündeln das Wissen um die unterschiedlichen Möglichkeiten in einem Technologiemonitoring", so Mohr. Parallel dazu prüft das Unternehmen, welche Geschäftsfelder im Umfeld von Energie-Speichertechnologien für Mahle interessant genug sind, um hier einzusteigen.

Dieses nebeneinander verschiedener Technologien bedeutet für die Ausbildung von Ingenieuren nach Ansicht von Mohr, dass die Ingenieurwissenschaften künftig noch komplexer werden als sie es ohnehin schon sind. "Die Fahrzeughersteller werden mehr spezialisierte Ingenieure brauchen, um die gesamte Komplexität der Antriebstechnologien zu beherrschen.

Elektroantrieb hat Zukunft

Wir benötigen andere Disziplinen", mutmaßt er und nennt Physiker, Elektrotechniker sowie Steuerungs- und Regeltechniker als Beispiele. Nur hätten die zuletzt genannten noch keine Erfahrung mit Mobilität. "Ein Kraftwerk ist statisch, mit dem Auto fährt man über Stock und Stein. Wie sich diese Technologie dann verhalten wird, das müssen Hochschulen und die Unternehmen gemeinsam erarbeiten", so Mohr.

Dr. Hugo Gabele war früher Entwicklungsingenieur bei Mahle. Heute ist er Professor an der Hochschule Esslingen, hat zehn Jahre den Bereich Antriebstechnik geleitet und ist heute Leiter des Instituts für Brennstoffzellentechnik. "Beim Benzinmotor beträgt der Wirkungsgrad vom Bohrloch an der Ölquelle bis die Energie am Rad ankommt etwa 15 Prozent, beim Diesel sind es rund 18 Prozent. Der Hybrid wird zwischen 25 und 30 Prozent gehandelt und beim batterieelektrischen Antrieb sind es bis zu 70 Prozent, wenn die Energie aus regenerativen Quellen stammt", so Gabele. Da verwundert seine Aussage nicht: "Der Elektroantrieb im Auto ist für mich der Antrieb der Zukunft."

Neue Ausbildungsmodule

Darauf hat die Hochschule Esslingen bereits reagiert und ein komplett neues Modul in die Ausbildung von Ingenieuren der Fahrzeugtechnik installiert. Hier werden in sechs Wochenstunden Themen behandelt wie Elektromotor, Energiespeicher- und Brennstoffzellentechnik.

Im Gegenzug können Fächer wie Getriebetechnik reduziert werden, weil das Getriebe beim Elektroantrieb eine untergeordnete Rolle spielt. Ganz verzichtet wird aber nicht darauf, denn bei Hybridantrieben hat das Getriebe die wichtige Rolle, die Leistung der unterschiedlichen Energiequellen zu verteilen.

Der Elektromotor - eigentlich ein alter Hut

"Wir gehen davon aus, dass die alternativen Antriebe von kleinen Stückzahlen aus hochgefahren werden und in gleichem Maße die herkömmlichen Antriebe zurückgehen. Parallel zu dieser Entwicklung verschieben sich die Schwerpunkte fließend in der Ingenieursausbildung", ist der Professor aus Esslingen überzeugt.

Eigentlich liegt es nahe zu vermuten, dass mit dem Elektromotor künftig verstärkt Ingenieure der Elektrotechnik im Antriebsbereich gebraucht würden. "Das sehe ich ganz und gar nicht so", sagt Gabele und begründet: "Der Elektro- ist sogar noch vor dem Verbrennungsmotor entwickelt worden. Seine Funktionen sind hinlänglich bekannt. Jetzt geht es auch beim Elektromotor darum, Optimierungen vorzunehmen."

Neue Antriebe verändern das Design

Doch diese Art des Antriebs hat Auswirkungen auf den kompletten Fahrzeugbau. "Die klassische Anordnung, Motor vorne, Kofferraum hinten und dazwischen die Insassen, kann man künftig völlig vergessen", so Gabele. Forschungseinrichtungen und die Industrie würden daran arbeiten, die Elektromotoren direkt in die Radnabe zu integrieren, was die Nachfrage nach Designern und Karosseriebauern erhöht.

Dudenhöffer: Durchbruchstechnologie ist der Hybrid

Sein Kollege Professor Dr. Ferdinand Dudenhöffer von der Universität Duisburg-Essen sieht die Entwicklung ähnlich: "Wir gehen Schritt für Schritt in die Elektrifizierung des Antriebs im Auto. Das wird eine breite Welle sein, die in 20 oder 30 Jahren zum reinen Elektroauto in großen Stückzahlen führen wird. Aber die Durchbruchstechnologie ist die Verbindung des Elektro- mit dem Verbrennungsmotor: der Hybrid."

Auch die Universität Duisburg-Essen verfolgt sehr genau die Entwicklung und arbeitet daran, die Kompetenzen angehender Ingenieure so zusammenzustellen, dass das Wissen um Hybrid- und batteriegespeiste Elektroantriebe das klassische Maschinenbau-Know-how ergänzen.

Die größte Revolution seit Henry Ford

An der Grundstruktur und Ausrichtung des ingenieurwissenschaftlichen Studiums ändert sich nach Meinung von Dudenhöffer allerdings nichts. "Es kommen neue Felder hinzu, so wird die Chemie künftig eine größere Rolle in der Ausbildung von Ingenieuren im Automobilbereich spielen, genau so wie die Elektrik und Elektronik."

Wesentlich gewaltiger als die Auswirkungen alternativer Antriebe auf die Ingenieurausbildung ist nach seiner Ansicht der technologische Wandel: "Der Hybrid ist die größte Revolution in der Automobilindustrie, seit Henry Ford angefangen hat, Fahrzeuge zu bauen."