Smarte Hybrid-Antriebe nutzen 48-Volt-Bordnetz

Mit kostengünstigen Hybridlösungen lassen sich in der Antriebseffizienz markante Fortschritte erzielen. Bei der verstärkten Elektrifizierung von Pkw und ihrer Antriebe ist es angebracht, neben dem heutigen an seine Grenze gekommenen 12-Volt-Bordnetz mit maximal 3 kW Anschlussleistung, ein 48-Volt-Bordnetz zu installieren. Damit lassen sich pfiffige (smarte) Hybridantriebe mit Niedervolt-Komponenten realisieren, die deutlich den technischen Aufwand und die Kosten senken sowie die CO2-Emission reduzieren.

„Die Verwendung einer 48-V-Lösung ermöglicht heute Antriebsleistungen bis 12 kW“, erklärt Professor Peter Gutzmer der Entwicklungsvorstand von Schaeffer. Damit lässt sich eine Elektrifizierung des Pkw-Antriebs mit seinen Vorteilen verwirklichen – und das zu wirtschaftlich interessanten Konditionen. Gutzmer: „Bereits mit dieser kostengünstigen Einstiegs-Hybridisierung lässt sich eine Verringerung der CO2-Emissionen um bis zu 15 Prozent erzielen.“

Für solche cleveren elektrifizierten Mischantriebe mit einem 48-V-Niedervolt-Bordnetz hat Schaeffler Module entwickelt, die den Weg für eine kostengünstige Hybridisierung beim Auto ebnen. Die Ausfertigung als Niedervolt-Lösung senkt den technischen Aufwand und die Kosten gegenüber der bisherigen deutlich.

Die Schaeffler-Lösung besteht im Einzelnen aus einem Hybridmodul mit 48-Volt-Elektromaschine zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, einer 48-Volt-Elektromaschine für den Achsenantrieb, einer 48-Volt-Lithium-Ionen-Batterie zur Antriebstromspeicherung sowie der üblichen 12-Volt-Batterie. Das 48-V-Antriebsmodul, das wahlweise an der Vorder- oder Hinterachse platziert werden kann, besteht aus einer kompakten E-Maschine [foto id=“480588″ size=“small“ position=“right“]inklusive Kupplung und Planetengetriebe. Es ist das zentrale Element der „kostengünstigen Antriebslösung“ und ebnet den Weg für eine preiswerte Hybridisierung.

Damit lassen sich markante Fortschritte in punkto Antriebseffizienz erzielen. Das 48-Volt-Netz schafft Betriebsmöglichkeiten, wie sie bislang ausschließlich Fahrzeugen mit Hochvolt-Hybridbausteinen bieten. Mit „Smart Hybrid“ ist nun auch das sogenannte „Stauschieben“ möglich, das elektrisches Fahren im Stop-and-go-Verkehr, Fahren bei geringen Geschwindigkeiten und das Einparken im Elektrobetrieb erlaubt. Andere wirkende Spritsparfunktionen sind das elektrisch unterstütze Anfahren, das „Boosten“, sowie das sogenannte elektrische „Segeln“, bei dem die Elektromaschine bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor die gewählte Geschwindigkeit hält. Ebenso wird bei Fahrzeugverzögerungen und beim Bremsen Energie zurückgewonnen und diese in der 48-Volt-Lithium-Ionen-Batterie gespeichert. Bei den Fahrten fungiert der bis zu 12 kW starke elektrische Achsantrieb als alleinige Kraftquelle des Fahrzeugs.

Das zweite Niedervoltbordnetz mit 48 Volt, neben dem 12-Volt-Standardnetz, bietet den Autoherstellern weitere Möglichkeiten, relevante Innovationen in Fahrzeuge zu integrieren: So zum Beispiel reaktionsschnelle und leistungsstarke Aktoren für das Fahrwerk, mit denen sich im Fahrbetrieb die Bodenfreiheit situationsbedingt regeln lässt. Das wirkt sich positiv auf die Aerodynamik und auch auf den Kraftstoffverbrauch aus.