Antriebstechnik Continental elektrifiziert Fahrzeuge nach Maß

Autor / Redakteur: Bernhard Klein, Director Business Development und Ralf Schmid, Vice President Research & Development, BU Hybrid Electric Vehicle, Division Powertrain, Continental / Michael Ziegler

Reine Elektrofahrzeuge befinden sich zurzeit noch in einer Nische. Umso wichtiger ist es, elektrische Energie als Teil des Antriebs zusätzlich auf anderen Wegen in die Serie zu bringen. Continental wird das mit einem Technologiebaukasten für die Elektrifizierung tun.

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(Foto: Continental)

Auch wenn sich Elektrofahrzeuge nicht so schnell durchsetzen wie zeitweise erwartet, ist der Grundgedanke, elektrische Energie im Antrieb eines Fahrzeugs zu nutzen, unbestritten richtig. Lediglich die Gleichsetzung von Elektrifizierung und rein elektrischem Fahren verengt die Sichtweise zu sehr.

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Das spiegelt sich in den aktuellen Diskussionen in der Automobilbranche wider. Um die Vorteile der elektrischen Energie im Antriebsstrang möglichst stark nutzen zu können, besinnt man sich darauf, dass Verbrennungsmotor und Elektromotor eine ideale Kombination sind. Der Hybrid ist zurück. Und in ganz besonderem Maße gilt das für den Plug-in-Hybrid. Es sind drei Stärken, die ihn auszeichnen. Zwei davon teilt er mit anderen Hybridversionen:

  • Da ein Elektromotor fast sein volles Drehmoment aus dem Stand entwickelt, kann er den Verbrenner dann unterstützen oder ersetzen, wenn dieser besonders ineffizient arbeitet (Lastpunktverschiebung). Je nach Auslegung des Fahrzeugs und der Batterie kann der Hybrid ein begrenztes elektrisches Fahren mit typischerweise 5 bis 10 km Reichweite ermöglichen.
  • Beim generatorischen Bremsen gewinnt der Elektromotor kinetische Energie zurück, die bei konventionellen Fahrzeugen als Wärme und/oder Schleppmoment verloren geht.
  • Durch die Möglichkeit, an der Steckdose nachzuladen, genügt im Plug-in-Hybrid eine kleinere Batterie als im Elektrofahrzeug, weil beispielsweise 50 km elektrische Reichweite für die meisten täglichen Strecken ausreichen. Mehr muss die Batterie nicht leisten, denn entweder wird anschließend nachgeladen, oder der Verbrennungsmotor übernimmt auf der Langstrecke.

Trotz dieser prinzipiellen Vorteile stockt die Elektrifizierung. Nur eine Form der Hybridisierung hat wirklich den Sprung in die Massenfertigung geschafft: Start-Stopp-Systeme als Teil einer 12-V-Architektur haben sich auf breiter Front durchgesetzt. Sie bilden die Einstiegsstufe in die Elektrifizierung. Früher hätte man hier von einem Mikro-Hybrid gesprochen. Warum sind diese Systeme solche Selbstläufer? Weil die Start-Stopp-Technik vergleichsweise günstig ist, mit einem messbaren Verbrauchsvorteil und transparentem Kosten-Nutzen-Verhältnis.

Nächste Stufe: Mild Hybrid

Schon bei der nächsten höheren Stufe der Hybridisierung, dem Mild Hybrid, liegen die Dinge anders. Im Mild Hybrid wird wesentlich aufwendigere Hochvolttechnik eingesetzt, um größere Verbrauchsvorteile zu erzielen. Wegen der Spannungslage von typischerweise um 120 V, den damit verbundenen Sicherheitsanforderungen und den tieferen Eingriffen in die Fahrzeugarchitektur, existiert zwischen dem 12-V-Start-Stopp und dem Mild Hybrid ein sprunghafter Kostenanstieg. Erst recht gilt das für den Kostensprung von Start-Stopp zu einem Vollhybrid mit Spannungslagen von 200 V bis zu 450 V. Die Erfahrung lehrt, dass viele Autofahrer vor einer solchen Preishürde zurückschrecken.

Für Continental war diese Situation Anlass, nach einer Lösung zu suchen, mit der sich die Anforderungen der Autofahrer feiner abgestuft in eine Fahrzeugelektrifizierung umsetzen lassen. Vor allem sollte es möglich sein, existierende Fahrzeuge mit maßgeschneiderten Elektrifizierungsstufen anbieten zu können – nicht ganz unähnlich einer Ausstattungsvariante. Dafür fehlte allerdings bisher die technische Grundlage.

Es galt, die Lücke zwischen 12-V-Start-Stopp und den Hochvoltsystemen zu schließen und bei Hochvoltarchitekturen den Integrationsaufwand zu senken.

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