Forschung zu Elektrifizierung

Das Bild stellt den Forschungsbereich Elektrifizierung bei Bosch Research dar. Als großes Hauptsymbol ist eine Batterie mit Blitzsymbol in der Mitte platziert, umgeben von weiteren Symbolen, die die verschiedenen Aspekte der Elektrifizierung darstellen: ein Windrad, ein Auto neben einer E-Ladesäule, eine Glühbirne, ein Haus mit Solarzellen sowie das Symbol für Wasserstoff spiegeln eine nachhaltige Energiestrategie wider.

Der Klimaschutz gehört zu den wichtigsten Aufgaben unserer Zeit – und ist damit auch für Bosch ein zentrales Ziel. Bosch Research schafft hierfür die Grundlagen: Wir entwickeln Innovationen für klimagerechtes Leben, Arbeiten und Wirtschaften. Bosch Research konzentriert sich bei der Elektrifizierung im Wesentlichen auf zwei Anwendungsfelder: Mobilität sowie Gebäude und Infrastruktur.

Ein zentraler Ansatzpunkt ist die Elektrifizierung von Antrieben, Anlagen und Maschinen, denn mit dem Einsatz von Strom anstelle fossiler Brenn- und Kraftstoffe sinkt deren Anteil an den Treibhausgas-Emissionen deutlich. Stammt der Strom vollständig aus erneuerbaren Quellen, bedeutet Elektrifizierung gar CO₂-Neutralität. Mit dem weiteren Ausbau erneuerbarer Energien werden elektrifizierte Antriebe automatisch immer klimafreundlicher. Damit ist die Elektrifizierung ein starker Hebel für die CO₂-Neutralität. Mit unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit leisten wir einen wichtigen Beitrag, um Bosch-Produkte über das gesamte Portfolio hinweg zu elektrifizieren – und damit fit zu machen für die Nutzung erneuerbarer Energien. Auf diese Weise beschleunigt Bosch Research die Abkehr von fossilen Brennstoffen.

Für die Stromerzeugung und -speicherung ist sogenannter „grüner Wasserstoff“ ein Schlüsselelement. Die notwendigen Wasserstofftechnologien erforschen und entwickeln wir mit drei Schwerpunkten: Forschung und Vorausentwicklung für die Herstellung von Wasserstoff per Elektrolyse, die mobile Brennstoffzelle für die Anwendung in Pkw und Nutzfahrzeugen sowie für Festoxid-Brennstoffzellen für den stationären Einsatz.

Die Grafik zeigt die Aktivitäten von Bosch Research auf dem Gebiet der Elektrifizierung - von der Elektrolyse über die Sektorenkopplung bis zur Wärmepumpe. Dargestellt sind elektrifizierte Pkw, Lkw und Fahrräder. Im Vordergrund ist ein Haus mit Wärmepumpe zu sehen und ein Auto, das an einer Ladesäule aufgeladen wird. — Bosch Research entwickelt Innovationen für den Klimaschutz: Ein zentraler Ansatzpunkt ist die Elektrifizierung von Antrieben, Anlagen, Maschinen und Gebäuden. Dabei denken wir Elektromobilität und Gebäudeenergieversorgung als Einheit, denn Elektromobilität und Gebäudeenergieversorgung wachsen perspektivisch zusammen – zum Beispiel unter dem Stichwort Sektorkopplung, also der Nutzung von Fahrzeugen als Stromspeicher.

Forschen an emissionsfreier Mobilität

Bild eines Elektrobaggers mit Warnhinweis. Bosch Research forscht unter anderem daran, wie die Emissionen von Baumaschinen im innerstädtischen Bereich deutlich reduziert werden können. — Im Bereich Elektromobilität entwickelt Bosch Research Technologien und Lösungen für eine Vielzahl von Fahrzeugtypen – für Pkw und Lkw ebenso wie für Motorräder, E-Bikes oder Nutz- und Landfahrzeuge wie in diesem Fall einen Elektrobagger.

Bei der E-Mobilität entwickeln wir Technologien und Lösungen für eine Vielzahl von Fahrzeugtypen – für Pkw und Lkw genauso wie für Motorräder, E-Bikes oder Nutz- und Landfahrzeuge wie elektrische Bagger. Die Elektrifizierung von Antrieben senkt dabei den Energiebedarf, denn elektrische Antriebe sind wesentlich effizienter als solche, die Brennstoffe benötigen. Auch dies dient dem Klimaschutz. Damit leistet Bosch Research einen Beitrag zur klimafreundlichen Transformation der Automobilbranche, des Nutz- und Güterverkehrs sowie der gesamten Industrie.

Konkret forschen wir im Bereich Elektromobilität an Komponenten für batterieelektrische Fahrzeuge ebenso wie an solchen mit Brennstoffzellen. Dabei haben wir bei Bosch Research Effizienz und Sicherheit ebenso im Blick wie den Komfort, etwa das Fahrverhalten, die Innenraumgestaltung, die Reichweite oder die Geräuschentwicklung.

Elektrifizierung von Gebäuden und Infrastruktur

Auch im Gebäude- und Infrastruktur-Sektor treiben wir bei Bosch Research die Elektrifizierung voran: zum Beispiel mit unserer Forschung an Systemen für die klimafreundliche Wärmeversorgung von Wohn- und Bürogebäuden, die aus Wärmepumpe, Wärmespeicher sowie der Steuereinheit zur Einbindung in das Energiemanagement des Hauses besteht. Besonders klimafreundlich und kostengünstig sind Wärmepumpen, wenn sie mit Solarstrom betrieben werden. Dafür braucht es Inverter, die den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln – ein weiteres Arbeitsfeld von Bosch Research.

Für die stationäre Stromerzeugung im Gebäudeumfeld eignen sich auch Brennstoffzellen bestens: Sie können etwa Stadtquartiere oder Industriebetriebe klimafreundlich mit Strom und auch Wärme versorgen. Bosch setzt dabei auf die Festoxid-Brennstoffzellen-Technologie (engl.: Solid Oxide Fuel Cell, kurz SOFC). Wir arbeiten beispielweise an der Funktions- und Lebensdaueranalyse einzelner Zellen und entwickeln neuartige Prozessrouten für die Herstellung von Funktionsschichten innerhalb der Zelle.

Stichwort Sektorkopplung

Technologieübergreifend betrachten wir jedoch die Gebäudeenergieversorgung nicht als isoliertes System – denn E-Mobilität und Gebäudeenergieversorgung wachsen perspektivisch zusammen, etwa unter dem Stichwort Sektorkopplung, das heißt der Nutzung von Fahrzeugen als Stromspeicher: Mit bidirektionalen Ladelösungen machen wir es künftig möglich, Elektroautos als Stromspeicher im Haushalt zu nutzen. So kann zum Beispiel eine Wärmepumpe abends mit Strom aus der Autobatterie betrieben werden, den die Photovoltaik-Anlage mittags erzeugt hat.

Wasserstoff ist die Basis für klimafreundliche stationäre und mobile Brennstoffzellen. Die Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse hat daher eine große Relevanz für nachhaltige Elektrifizierung. Bereits seit 2012 forscht Bosch Research an dieser Technologie. Im Jahr 2022 entschied Bosch, in die Produktentwicklung für die Wasserstoff-Elektrolyse einzusteigen, und gründete dafür ein neues Geschäftsfeld.

Unsere Forschung zur Elektrifizierung

Glasfahrzeug BEV mit Fokus auf eAxle. Ein Schwerpunkt von Bosch Research in der E-Mobilität liegt auf den elektrischen Antrieben.

Forschung zu Elektromobilität

Im Sinne des Klimaschutzes führt an Elektromobilität kein Weg mehr vorbei. Die dafür notwendigen technologischen Grundlagen zu schaffen, für alle Fahrzeugtypen von E-Bikes über Motorräder, Pkw, Lkw bis hin zu Offroad-Fahrzeugen, ist ein wichtiger Teil unserer Forschung bei Bosch Research. Wir gestalten den Wandel mit unserer Forschung zu Leistungselektronik, elektrischen Antrieben, Lenk- sowie Bremssystemen und arbeiten an einem nachhaltigen Thermomanagement sowie ressourcenschonendem Materialeinsatz.

Zum Forschungsfeld Elektromobilität

Bild eines SOFC-Brennstoffzellensystems von Bosch. Bosch Research trägt durch unsere Forschung zur Entwicklung der SOFC-Systeme bei.

Forschung zu Wasserstofftechnologien

Dem grünen Wasserstoff gehört als vielversprechende CO₂-neutrale Alternative zu fossilen Kraftstoffen die Zukunft. Wir bei Bosch Research erforschen und entwickeln Wasserstofftechnologien mit drei Schwerpunkten: Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse, Weiterentwicklung der mobilen Brennstoffzelle für die Nutzung in Pkw- und Nutzfahrzeugen, Festoxid-Brennstoffzellen für den Einsatz zur Energieversorgung in der Industrie oder in Gebäuden und Quartieren.

Zum Forschungsfeld Wasserstofftechnologien