Antriebstechnik

Continental elektrifiziert Fahrzeuge nach Maß

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Leicht integrierbare Niedervolt-Hybridtechnik

Sobald das Potenzial der existierenden 12-V-Technik ausgeschöpft ist, schafft eine zweite Spannungslage von 48 V als Ergänzung des herkömmlichen Bordnetzes die Möglichkeit, viele Mild-Hybrid-Funktionen umzusetzen, ohne dafür Hochvolttechnik zu nutzen. Ein solcher 48 V Eco Drive ist kosteneffizient, weil durch den Einsatz von Spannungen unter 60 VDC laut ECE-R 100 keine Maßnahmen zum Berührungsschutz notwendig sind. Auch sind keine Eingriffe in die Motor- und Getriebekonfiguration erforderlich. Die niedrigere Spannung bedeutet zwar eine kleinere Rekuperationsleistung als bei den Hochvoltsystemen, kann aber mit einem Potenzial von bis zu 13 Prozent Einsparung (im NEDC) in der letzten Ausbaustufe bereits einen beachtlichen Beitrag zur Erreichung der Emissionsgrenzen leisten und das bei relativ geringen Aufwänden zur Umsetzung (siehe Diagramm unten). Die genannte Verbrauchseinsparung ergibt sich aus der Rekuperation und einer erweiterten Start-Stopp-Funktion, die das Abschalten des Verbrennungsmotors bereits vor dem Stillstand des Fahrzeuges ermöglicht (Sailing und Coasting als Fahrstrategien). Ein Teil der Effizienz wird dadurch erreicht, dass sich Verbraucher mit höherem Energiebedarf (> 2,5 kW) bei 48 V günstiger betreiben lassen.

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Die 48-V-Maschine startet den Verbrenner leise und komfortabel innerhalb von nur 140 Millisekunden. Damit entfällt der Hauptgrund, warum Start-Stopp-Systeme in heutigen Fahrzeugen deaktiviert werden. Außerdem steht der 48-V-Start-Stopp-Betrieb auch bei -10 °C noch ständig zur Verfügung. Die höhere Kapazität der Li-Ionen Batterie ist zudem ausreichend, um die Verbraucher im Fahrzeug auch in längeren Stillstandsphasen mit elektrischer Energie zu versorgen, ohne dass der Verbrenner eingeschaltet werden muss.

Drehmomentunterstützung beim Anfahren

Zur Funktionalität des 48 V Eco Drive gehört eine Drehmomentunterstützung beim Anfahren: Es kann ein Moment in der Höhe des Verbrenner-Leerlaufmoments elektrisch hinzugefügt werden. Bei Lastwechseln dient diese Fähigkeit zum „boosten“. Für diese zukunftsweisende Technik hat Continental ein 48-V-Eco-Drive-Demonstrationsfahrzeug aufgebaut. Dabei wurde ein System mit Riemenstartergenerator (RSG) gewählt. Dieser hat den Vorteil, dass er sehr leicht im Fahrzeug zu integrieren ist, da er den bisherigen Generatorbauraum nutzt. Um den Wechsel zu erleichtern, hat Continental die notwendige Elektronik in den Motor integriert. Die Batterie aus dem Hause SK Continental E-motion, einem Joint Venture zwischen SK-Innovation und Continental, unterscheidet sich in ihren Abmessungen kaum von einem 12-V-Blei-Säure-Akku – bei deutlich größerem Energieinhalt und höherer Leistung.

In den bisherigen Versuchsfahrten hat sich gezeigt, dass der Verbrenner während der Fahrstrecken wesentlich häufiger und länger ausgeschaltet wird als das bei bisherigen Start-Stopp-Systemen möglich war. Der hohe Anteil an Segelbetrieb (Sailing) und Ausrollphasen (Coasting) sowie Rekuperation hat sich bereits bestätigt.

Daher ist das Entwicklerteam um das Versuchsfahrzeug optimistisch, dass der für die erste Ausbaustufe simulierte Verbrauchsvorteil von 13 Prozent in den momentan laufenden Fahrversuchen bestätigt wird. Das gilt gerade für den Stadtverkehr, für den bei verschiedenen Versuchsfahrten schon deutlich höhere Werte gemessen wurden, und für neue realitätsnahe Zyklen mit vielen transienten Vorgängen wie etwa im WLTP-Zyklus.

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