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48-Volt-Bordnetz Erste 48-Volt-Mildhybride von Daimler und Renault

| Autor/ Redakteur: Wolfgang Pester / Thomas Günnel

Die Emissionsgrenzwerte einzuhalten, verlangt von den Automobilherstellern technische Höchstleitungen. Eine Möglichkeit für deutlich geringeren Kraftstoffverbrauch sind 48-Volt-Mildhybride – Mercedes-Benz und Renault bringen die ersten Fahrzeuge auf den Markt.

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Eine Möglichkeit für deutlich geringeren Kraftstoffverbrauch sind 48-Volt-Mildhybride – Mercedes-Benz und Renault bringen die ersten Fahrzeuge auf den Markt.
Eine Möglichkeit für deutlich geringeren Kraftstoffverbrauch sind 48-Volt-Mildhybride – Mercedes-Benz und Renault bringen die ersten Fahrzeuge auf den Markt.
(Bild: Continental)

Die Emissionsgrenzwerte von Schadstoffen und Kohlendioxid (CO2) sind ambitioniert. Allein der obligatorische durchschnittliche Flottenverbrauch verlangt von den Herstellern technische Höchstleitungen. Entspricht doch das ab 2020 geforderte CO2-Emissionslimit von 95 g/km ein Verbrauch je 100 km beim Dieselmotor von etwa 3,6 Litern und beim Benzinmotor von rund 4,0 Litern. Die 48-Volt-Mildhybridtechnik kann helfen, den Kraftstoffverbrauch drastisch zu senken: durch eine 48-Volt-E-Maschine im Antriebsstrang, die teilweise allein Fahrzeugantrieb übernehmen kann, durch einen Rekuperationsmodus, der so viel Energie wie möglich an die Lithium-Ionen-Batterie liefert und durch elektrisch angetriebene Nebenaggregate.

„Diese Art von milder Hybridisierung wird für uns ein Schlüsselkonzept für die Mobilität von morgen sein“, meint Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Vorstandsmitglied und Leiter der Forschung & Entwicklung bei Schaeffler. Gutzmer glaubt fest daran, dass sich im Massensegment 48-Volt-Lösungen durchsetzen, wie er bei der Präsentation des neuen Prototypen „Gasoline Technology Car II“ (GTC II) betonte. Der Einstieg ist gemacht, wenn in wenigen Wochen die Mildhybridantriebe von Mercedes-Benz und Renault offeriert werden.

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Renault Scénic noch 2016 mit Diesel-Mildhybrid

Renault will den Anfang machen und noch Ende 2016 den ersten Diesel-Mildhybridantrieb im kürzlich vorgestellten neuen Modell Scénic anbieten. Dort sitzt vorn am Vierzylinder anstelle der Lichtmaschine der „riemenangetriebene Startergenerator“ (RSG) – heißt, über den Riemen ist der Startergenerator (E-Motor) mit der Kurbelwelle des Diesels verbunden. Je nach Ausführung leistet der RSG dauerhaft 6 kW (zeitweilig 10 kW) und verfügt über ein Startdrehmoment von 60 Nm, das durch die Übersetzung im Riementrieb auf maximal 150 Nm erhöht werden kann. Den Strom bezieht der 48-Volt-RSG aus einem 0,145-Lithium-Ionen-Akku gleicher Spannung, der unterhalb des Kofferraumbodens montiert ist. Neben dem 48-Volt-Bordnetz gibt es weiterhin das mit zwölf Volt, das über den DC/DC-Wandler an das 48-Volt-Bordnetz angeschlossen ist. So kann ein Teil des im 48-Volt-Batteriesystem gespeicherten Stroms auch für die Stabilisierung des Zwölf-Volt-Fahrzeugnetzes verwendet werden.

Besonders vorteilhaft wirkt das Mildhybridsystem im Stadtverkehr, wo die elektrische Maschine den Verbrennungsmotor beim Anfahren und Beschleunigen unterstützt. Beim Bremsen und im Schubbetrieb treibt die sich drehende Kurbelwelle des Diesels über den Riementrieb den E-Motor an, der nun als Generator Strom erzeugt – der im 48-Volt-Akku gespeichert wird. Durch die sensible Kooperation von RSG und Dieselmotor mit Sechsgangschaltung kann der Fahrer noch früher hochschalten beziehungsweise bei niedertouriger Fahrweise zügig beschleunigen, ohne herunterzuschalten. So erlebt der Fahrer neben dem verringerten Kraftstoffverbrauch durch den „Elektroschub“ mehr Fahrspaß. Die Basis im Scénic ist der 1,5-l-Turbodiesel, der 88 kW/110 PS leistet und über ein maximales Drehmoment von 260 Nm bei 1.750 U/min verfügt. Der verbraucht je 100 km im obligatorischen EU-Test NEFZ 3,9 Liter (100 g CO2/km), als Mildhybrid mit RSG sinkt der Verbrauch im NEFZ „kombiniert“ um 0,4 Liter auf 3,5 Liter (91 g CO2/km) – und damit um gut zehn Prozent. Renault strebt nach eigenen Angaben mit dem Scénic Energy dCi 110 Hybrid Assist den geringsten Verbrauch in der Kompaktklasse an.

Zwei Daimler-Aggregate mit 48-Volt

Mercedes-Benz setzt ebenfalls auf 48-Volt-Lösungen bei ihrer „größten Motorenoffensive in der Geschichte“. Nach dem im Frühjahr eingeführten neuen Diesel-Vierzylinder bringt der Automobilhersteller im kommenden Jahr vier weitere Aggregate der neu entwickelten Motorenfamilie. Dazu gehören der stärksten Pkw-Diesel in der Firmenhistorie – der 3,0-l-Reihensechszylinder OM 656 mit über 230 kW/313 PS und gut 650 Nm Drehmoment sowie der neue 4,0-l-V8-Biturbo-Ottomotor M 176 mit 350 kW/476 PS Leistung und 700 Nm maximalem Drehmoment – bei ihm können sich übrigens vier Zylinder gleichzeitig abschalten. Daneben setzt Mercedes auf die 48-Volt-Elektrifizierung bei zwei neuen Ottomotoren: dem 3,0-l-Reihensechszylinder M 256 mit 300 kW/408 PS und mehr als 500 Nm sowie dem 2,0-l-Vierzylinder M 264 mit 200 kW/272 PS. Zum maximalen Drehmoment macht Mercedes noch keine Angaben.

Der neue 3,0-l-R6-Benziner wurde erstmals konsequent für Elektrifizierung mit 48-Volt-Lösungen entwickelt. Die neue Aufladung arbeitet mit einem elektrischen Zusatzverdichter und einem „integrierten Starter-Generator“ (ISG). Der zwischen Motor und Zweimassenschwungrad (ZMS) montierte ISG sichert laut Mercedes eine hervorragende Fahrbarkeit ohne Turboloch. Der ISG übernimmt Hybridfunktionen wie Boosten und Rekuperieren und gewährleistet Verbrauchsreduzierungen, die bisher der Hochvolt-Vollhybridtechnologie vorbehalten waren. Unter dem Strich biete der neue R6 die Fahrleistungen eines Achtzylinders bei viel geringerem Verbrauch – gegenüber dem V6-Vorgänger (245 kW/333 PS) um etwa 15 Prozent.

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