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48-Volt-Bordnetz

Erste 48-Volt-Mildhybride von Daimler und Renault

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Start in der S-Klasse

Der elektrifizierte R6 M 256 soll 2017 in der S-Klasse starten. Der ISG ist ein zentraler Bestandteil des 48-Volt-Netzes mit 0,9-kWh-Li-Ionen-Akku, wobei das weiterhin vorhandene 12-Volt-Netz die Verbraucher wie Beleuchtung, Cockpit, Infotainment und Steuergeräte mit Strom versorgt. Die elektrische Generator/Motoreinheit leistet maximal 15 kW und kann das kräftige Startdrehmoment von 220 Nm zum Antrieb beisteuern (Boosten). Der ISG übernimmt weitere Hybridfunktionen wie Energierückgewinnung und Segeln – auch die Leerlaufregelung erfolgt erstmals über ihn.

Der leistungsstarke neue 2,0-l-Vierzylinder M 264 mit Twinscroll-Turbotechnik und rund 100 kW/136 PS je Liter Hubraum erreicht eine Antriebsklasse, die bisher hubraumgrößeren Benzinmotoren mit sechs Zylindern vorbehalten war, und ist laut Mercedes sehr agil. Dazu bei trägt die 48-Volt-Elektrifizierung mit riemengetriebenem Starter-Generator (RSG), gestützt vom 0,9-kWh-Li-Ionen-Batteriesystem. Das führt zu einem deutlich geringeren Benzinverbrauch als bei einem vergleichbaren Sechszylinder – ob 15 Prozent oder weit mehr wird der Serieneinsatz ab 2017 zeigen.

Beim M 264 sitzt der RSG wie beim Renaut-Diesel vorn am Motor. Aber der Mercedes-RSG unterscheidet sich mit maximal 12,5 kW Leistung und 150 Nm Startdrehmoment sowie in den erweiterten Hybridfunktionen deutlich von dem Renault-RSG für Kompaktautos. Neben dem Boosten bis 2.500 U/min und der Rekuperation bis 12,5 kW gewährleistet die RSG-Lösung der Stuttgarter unter anderem die Funktion „Segel mit Motor-Aus“ sowie ein Stopp-/Start mit intelligentem Motorabschalten bereits bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Der Komfortstart und Hochlauf des Motors geschieht laut den Ingenieuren nahezu unmerklich.

25 Prozent geringerer Verbrauch

Continental und Schaeffler präsentierten dieser Tage in Schlüsselfeld einen 48-Volt-Mildhybridantrieb mit RSG, dessen Potenzial der Verbrauchsreduzierung über die des Renault 1,5-l-Turbodiesels und des Mercedes 2,0-l-Ottomotors M 264 hinausgeht. Die vorgestellte zweite Generation des „Gasoline Technology Car“ (GTC II) verspricht rund 25 Prozent Kraftstoffersparnis gegenüber einem Vergleichsfahrzeug mit herkömmlichem Antrieb. Beim von Continental und Schaeffler in enger Zusammenarbeit mit Ford entwickelten „Spar-Focus“ wird erstmals auch der elektrisch heizbare 48-Volt-Katalysator von Emicat eingesetzt, der dazu beiträgt, dass das GTC II die strengen Emissionsgrenzwerte der Abgasnorm Euro 6c (2017/2018) erfüllt.

Schaefflers Technologievorstand Gutzmer spricht von einem Meilenstein, „weil es hier gelungen ist, hocheffiziente hybride Betriebsstrategien in einem Wagen mit Handschaltgetriebe umzusetzen. Die elektrifizierte Kupplung schafft im GTC II ermöglicht zusätzlich elektrisches Anfahren, elektrisches Stop-and-Go sowie eine Rekuperation bis fast in den Stand.“

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Beim GTC II sitzt der riemengetriebene Starter-Generator nicht mehr vorn am Motor, sondern hinter dem Benziner, zwischen Zweimassenschwungrad und dem handgeschalteten Getriebe. Über zwei Kupplungen ist der RSG mit der Kurbelwelle verbunden. Und das 48-Volt-RSG-System ist schmal: Die Einheit hat insgesamt eine axiale Länge von 55 mm plus/minus 10 mm. Die 0,46-kWh-Li-Ionen-Baterie erhält den Strom vom Generator, der maximal 14,7 kW leistet.

Als Antrieb leistet der E-Motor 11,7 kW und kann ein Startdrehmoment von über 130 Nm an die Kurbelwelle liefern. Beim 1,0-l-Dreizylinder-Ottomotor von Ford wurden die Verbrennung, die Abgasnachbehandlung sowie das Thermomanagement für den Mildhybrideinsatz optimiert. Seine Leistung liegt nun geringfügig unter den 92 kW/125 PS des Basismotors. Die ersten Fahreindrücke des GTC II mit 48-Volt-Mildhybridtechnik in Schlüsselfeld überzeugten und der Benzinverbrauch ist sehr niedrig: Im obligatorischen EU-Test NEFZ „kombiniert“ habe der 48-Volt-Mildhybrid einen CO2-Ausstoß von weniger als 85 g/km, so die Ingenieure der Zulieferer – das sind weniger als 3,7 l/100 km.

„Das System optimieren“

Der geringe Verbrauch wird möglich, weil der 48-Volt-Mildhybridantrieb den Focus „elektrisch segeln“ lässt, wenn der Fahrer den Fuß vom Gas nimmt. Unabhängig vom Verbrennungsmotor lässt dann die E-Maschine bei geringer Last den Wagen mit konstanter Geschwindigkeit fahren, ebenso elektrisch anfahren, etwa im Stau. Neben dem Boosten und der Rekuperation gehört beim GTC II die Standklimatisierung zur Hybridfunktion. Für José Avila, Vorstandsmitglied von Continental und Leiter der Division Powertrain, zeigt der GTC II, „welches enorme Potenzial im milden Hybrid steckt, wenn man das elektrische 48-Volt-System, den Verbrennungsmotor und die Betriebsstrategien konsequent im System optimiert“.

Diesen Beitrag haben wir von unseren Kollegen der Automobil-Industrie übernommen.

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