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Zulieferer Continental setzt zur Verringerung der Emissionen auf Benzin-Direkteinspritzung und 48 Volt-Hybridisierung.

Alle Autos werden elektrisch

10.06.2015

Fazit des Wiener Motorensymposiums: Ohne Elektrifizierung sind die kommenden strengen Abgaslimits nicht zu erreichen. Schon in zwei Jahren kommen daher neue Hybrid-Varianten auf den Markt, die gegenüber bisherigen Systemen drei Vorzüge haben: Sie sind einfacher, billiger und weniger gefährlich.

Das von Bosch entwickelte 48 Volt-Hybridsystem bringt imVersuchsfahrzeug eine Spritersparnis von bis zu 15 Prozent.

Der Startschuss ist gefallen, der Wettlauf hat begonnen: Wer wird den ersten Mild-Hybrid mit 48-Volt Technologie auf den Markt bringen? So gut wie alle großen Automobilhersteller Europas und Asiens setzen unter anderem auf diese neue Technologie, um ihren durchschnittlichen Flottenverbrauch unter den ab 2020 in der EU geltenden Grenzwert von 95 Gramm CO2 pro Kilometer zu drücken. Denn heute erreichen erst die wenigsten Neuwagen den entsprechenden Verbrauch von 4,1 Litern Benzin oder 3,6 Litern Diesel pro 100 km. Am Wiener Motorensymposium Mitte Mai in der Hofburg stellten Hersteller und Zulieferer aus aller Welt ihre neuesten Strategien vor, das ambitionierte Ziel zu erreichen. Fazit: Der Downsizing-Trend der letzten Jahre klingt ab und wird nun von der Elektrifizierung abgelöst. Die Gründe: Erstens stößt das Schrumpfen der Motoren bereits an physikalische Grenzen, zweitens bringt es im Hinblick auf die kommenden neuen Prüfzyklen WLTP und RDE (siehe Infokasten „Die neue Ehrlichkeit“) keine markanten Vorteile mehr.

Schon gefahren: Neuer Mild Hybrid
Auf dem Motorpressekolloquium Ende Mai in Boxberg stellte Bosch einen Audi A3 Sportback für Fahrversuche mit 48-Volt Mildhybrid System und elektrischer Kupplung „e-clutch“ an Bord zur Verfügung. Etwas ungewohnt: Beim Gangwechsel via Schalthebel übernehmen elektrische Aktoren automatisch das Aus- und Einkuppeln, der Tritt aufs Pedal entfällt. Im Vergleich mit einer Automatik ist das System in der Herstellung deutlich kostengünstiger, im Stop and Go Betrieb aber ebenso komfortabel. Am Handlingkurs beeindruckte vor allem die Segelfunktion „Coasting“. Geht man vom Gaspedal, schaltet sich der Motor komplett ab, das Getriebe geht in den Leerlauf, der Wagen segelt dahin. Ein leichter Tritt aufs Bremspedal genügt, um den zuvor eingelegten Gang zwecks Motorbremsung wieder zu aktivieren, ein Tritt aufs Gaspedal, und der Motor springt wieder an. Diese im realen Fahrbetrieb höchst effiziente Spritspartechnologie wird durch den Einsatz eines E-Motor/Generators am Ende des Schaltgetriebes ermöglicht, der über eine Kette mit der Sechs-Gang-Handschaltbox verbunden ist. Der Mild-Hybrid fährt damit kleine Strecken rein elektrisch und kann als erster Pkw mit Handschaltung sogar ohne Fahrer im Wagen vollautomatisch einparken. Die Hauptfunktion dieses von Bosch entwickelten „Boost-Recuperation-Systems“, kurz RBS,  ist aber die möglichst effiziente Unterstützung des Verbrennungsmotors. So wird Bremsenergie durch Rekuperation zurückgewonnen und anschließend für die Beschleunigung genutzt. Dabei wird die Energie über das 48-Volt-Bordnetz in einer Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von 0,25 Kilowattstunden gespeichert und bei Bedarf zum BRS zurückgeführt, das dann als Booster bis zu 150 Nm zusätzliches Drehmoment liefert. Fazit der ersten Fahreindrücke: Boosten und Segeln sorgen für Fahrspaß und vermitteln das gute Gefühl, trotzdem sparsam unterwegs zu sein. Stattliche 15 Prozent beträgt die Spritersparnis gegenüber einem konventionellen Antrieb. Rolf Bulander, Vorsitzender des Bereiches Mobility Solutions bei Bosch, stellte die Markteinführung des ersten Serien Mild-Hybrids für 2017 in Aussicht, war jedoch die Automarke betreffend zur Geheimhaltung verpflichtet.

Verbrenner bleibt Herzstück
Sowohl am Motorensymposium in Wien als auch am Motorpressekolloquium in Boxberg dominierte eine Expertenmeinung, die Rolf Bulander auf den Punkt brachte: „Mit der Elektrifizierung steht dem Verbrenner die beste Zeit noch bevor.“ Zwar forscht Bosch derzeit auch intensiv an neuen Batterietechnologien für reine Elektrofahrzeuge, doch laut Bulanders Prognose wird 2025 in Europa ein Drittel aller neuen Autos vor allem teilelektrisch angetrieben werden. Im Unterschied zu technisch aufwändigen Full-Hybrid- und Plug in-Hybridlösungen für Premiumfahrzeuge eignet sich die milde Hybridisierung für preis-sensible Mittel- und Oberklasseautos. So lässt sich diese neue Technologie mit wenig Aufwand in den konventionellen Antriebsstrang integrieren, da nur der Starter-Generator gegen ein leistungsfähigeres Aggregat ausgetauscht werden muss. Zusätzlich wird an Bord eine 48-Volt-Batterie installiert sowie ein Gleichspannungswandler, der das traditionelle 12-Volt Bordnetz mit Strom speist. So können unter anderem Klimakompressor, Turbolader und Motorkühlgebläse effizienter und CO2-sparender mit 48 Volt betrieben werden, während Beleuchtung und Unterhaltungselektronik nach wie vor mit 12 Volt auskommen. Der Vorteil für die Werkstatt: Reparaturen am 48-Volt System können auch ohne Hochvolt-Schutzausrüstung und Spezialwerkzeuge durchgeführt werden, da ein Stromkontakt zwar unangenehm, jedoch nicht lebensgefährlich ist. Verletzungen sind jedoch nicht ausgeschlossen, da die Stromstärke ausreicht, bei unterbrochenen Kontakten Lichtbögen zu bilden.

Zulieferer am Start
Welche große Bedeutung dem Mild-Hybrid als künftiges Antriebskonzept zugemessen wird, lässt sich daran ermessen, dass alle bedeutenden Zulieferer derzeit mit Hochdruck an serienreifen Lösungen arbeiten. Neben Bosch bieten sowohl Continental, Schaeffler und Delphi einschlägige Systeme an und wetteifern um die Gunst der großen Hersteller.
▶ Continental hat ein eigenes „48 Volt Eco Drive“-System mit innovativer, besonders kompakter Leistungselektronik entwickelt und will dieses bereits 2016 auf den Markt bringen.
▶ Zulieferer Delphi bietet in Sachen 48 Volt alles aus einer Hand von der Entwicklung bis zu einbaufertigen Komponenten und Systemen an, zum Beispiel Batteriepacks samt Management, Leitungssätze, ganze Kabelsätze und Steckverbinder.

▶ Die deutsche Schaeffler-Gruppe hat für den 48-Volt-Hybridantrieb gleich drei Varianten entwickelt: einen Achsantrieb, einen in das Getriebe integrierten Elektromotor sowie einen aufgerüsteten Starter-Generator. Beim Achsantrieb wird der Elektromotor ohne Veränderungen an Karosserie oder Fahrwerk in das Differenzial eingebaut. Ein integriertes Ein- oder Zweiganggetriebe auf Basis von Planetenradsätzen sorgt für ein hohes Anfahrmoment von bis zu 1.500 Newtonmeter.

▶ KIA arbeitet in seinem Forschungszentrum im deutschen Rüsselsheim ebenfalls an einem 48-Volt-Hybrid, der in die kommende Antriebsfamilie aufgenommen wird. Basis ist ein 1,7 Liter Dieselmotor mit 100 kW/136 PS, voraussichtlicher Marktstart ist ebenfalls 2017.

Autor/in:
Peter Seipel
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