Antriebstechnik

Continental elektrifiziert Fahrzeuge nach Maß

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Plug-in-Hybrid als 1,5-l-Auto

Es ist nachvollziehbar, dass sich ein 48 V Eco Drive gut in ein existierendes Fahrzeug integrieren lässt. Aber gelingt dieser Kunstgriff auch bei einem Vollhybrid? Ist es prinzipiell möglich, eine Plug-in-Hybridfunktion ähnlich wie eine Ausstattungsvariante nachzurüsten? Continental hat mit seinem Plug-in-Hybrid-Innovationsfahrzeug den Nachweis angetreten, dass auch diese Form der Elektrifizierung nach Maß eine echte Option ist. Unter der Maßgabe, bei den Mehrkosten für einen Plug-in-Hybrid zum Serienzeitpunkt konkurrenzfähig zum Dieselfahrzeug zu werden, hat Continental ein existierendes Fahrzeug umgerüstet und damit dessen CO2 Ausstoß von 127 g/km auf 40 g/km gesenkt. Das entspricht einem durchschnittlichen Verbrauch von nur noch 1,5 l Kraftstoff gemäß ECE-R101. Wohlgemerkt, ohne Eingriffe in die Motor- und Getriebekonfiguration. Lediglich die Steuerungen wurden angepasst.

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Im Versuchsträger arbeitet ein effizienter 1,2-l-Ottomotor (77 kW) mit Direkteinspritzung und Turbolader, der die Vorderachse über ein Doppelkupplungsgetriebe antreibt. In die Hinterachse wurde der elektrische Antrieb integriert. Er besteht aus einer kompakten Einheit von E-Motor (80 kW) mit hoch dynamischer Klauenkupplung, Untersetzungsgetriebe und Differenzial. Durch diese Konfiguration kann das Fahrzeug wahlweise konventionell, elektrisch oder vorübergehend mit Allradantrieb gefahren werden. Unter den Fahrer- und Beifahrersitzen ist eine Li-Ionen-Hochvoltbatterie mit 355 V Nominalspannung platziert. Die Steuerung übernimmt eine Leistungselektronik mit hoher Leistungsdichte. In ihr ist neben dem Inverter, der die Gleichspannung der Batterie in die notwendigen 3-Phasen-Ströme für den Elektromotor umwandelt (und umgekehrt) auch der DC/DC-Konverter integriert, der das 12-V-Bordnetz mit Spannung versorgt.

Optimale Fahrstrategie

Die genannte Effizienz basiert stark auf einem prädikativen Energiemanagement mit State-of-Charge-Prognose. Es nutzt Streckeninformationen, um gezielt die optimale Fahrstrategie für den aktuellen Streckenabschnitt zu wählen. Dabei können die Navigationsdaten so intelligent verarbeitet werden, dass das Fahrzeug bei längeren Strecken den reinen E-Modus erst zu einem späteren Zeitpunkt einschaltet, wenn der Fahrer eine „Zero-Emission-Zone“ durchfährt.

Der elektrische Antrieb des Plug-in-Hybrid stammt aus der Serienfertigung für Elektrofahrzeuge. Weitere Komponenten wurden aus dem 2011 als Innovationsträger aufgebauten Elektrofahrzeug übernommen. Dazu zählen zum Beispiel die elektrische Wasserpumpe, die elektrische Vakuumpumpe und das rekuperative Bremssystem. Damit kommen Komponenten zum Einsatz, die ursprünglich für Elektrofahrzeuge entwickelt wurden. Bei der Elektrifizierung nach Maß dienen sie dagegen im Rahmen eines Technologiebaukastens zur Optimierung von Hybridfahrzeugen. Elektrifizierung nach Maß ist ein Konzept, das durch fein abgestufte Skalierung eine kosteneffiziente Nutzung elektrischer Energie im Antrieb ermöglicht – und das bei existierenden Fahrzeugen ebenso wie im Elektrofahrzeug. Mit diesem Ansatz sollen Autofahrer den Elektrifizierungsanteil ihres Fahrzeugs besser an ihre Erwartungen anpassen können.

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