Antriebstechnik

Neuer Prototyp: 48-Volt deutlich effizienter

26.04.16 | Redakteur: Wolfgang Sievernich

Continental und Schaeffler haben ein 48-Volt-Konzeptfahrzeug vorgestellt, dass 25 Prozent effizienter als ein herkömmlicher Antrieb arbeitet.
Continental und Schaeffler haben ein 48-Volt-Konzeptfahrzeug vorgestellt, dass 25 Prozent effizienter als ein herkömmlicher Antrieb arbeitet. (Foto: Continental)

Continental und Schaeffler haben in einem Ford-Konzeptfahrzeug ein 48-Volt-System zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe integriert und den Verbrauch um 25 Prozent gesenkt.

Beim Wiener Motorensymposium 2014 stellten die beiden Automobilzulieferer Continental und Schaeffler ein 48-Volt-Konzeptfahzeug vor, dass im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) um 17 Prozent effizienter war als ein herkömmlicher Antrieb. Nun stellten die Projektbeteiligten in Zusammenarbeit mit Ford ein neues Konzeptfahrzeug vor, dass gesamt 25 Prozent effizienter als ein herkömmlicher Antrieb arbeitet.

Beim Gasoline Technology Car (GTC II) genannten Fahrzeug wurde die elektrische Maschine zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe integriert. „Die zweite Generation des Gasoline Technology Car zeigt, welches enorme Potenzial im milden Hybrid steckt, wenn man das elektrische 48 V-System, den Verbrenner und die Betriebsstrategien konsequent im System optimiert“, erläutert José Avila, Vorstandsmitglied von Continental und Leiter der Division Powertrain.

„Das GTC II ist, wie das GTC I, ein Meilenstein, weil es hier gelungen ist, hocheffiziente hybride Betriebsstrategien in einem Wagen mit Handschaltgetriebe umzusetzen. Die elektrifizierte Kupplung schafft im GTC II zusätzlich die Voraussetzung für Funktionen wie ein elektrisches Anfahren, elektrisches Stop-and-Go sowie eine Rekuperation bis fast in den Stand“, ergänzt Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Vorstandsmitglied und Leiter der Forschung & Entwicklung bei Schaeffler.

Generationswechsel 48 Volt

Das GTC II Fahrzeug soll mehr Potenziale ausschöpfen, die 2014 nicht erreicht werden konnten. Die elektrische Maschine ist beim GTC II mit einem Riemen zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe angebunden. Zwei Kupplungen, in Antriebsrichtung vor und hinter dem Riementrieb, erlauben es, den Verbrennungsmotor vollständig abzukoppeln und die elektrische Maschine komplett unabhängig vom Verbrennungsmotor zu nutzen. So ist beim GTC II ein elektrisches „Segeln“, also eine elektrische Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit bei niedriger Teillast, ebenso möglich, wie ein elektrisches Anfahren, etwa im Stau.

Mehr kinetische Energie für Rekuperation

Weil das Schleppmoment des Motors entfällt, kann in Verzögerungsphasen mehr kinetische Energie für die Rekuperation genutzt werden. Zusätzlich wird die Abkühlung des Verbrennungsmotors und der Abgasnachbehandlung durch die Vermeidung des verbrennungsmotorischen Schubbetriebes reduziert. Diesen Effekt unterstützt das bereits im GTC I bewährte Thermomanagement.

Für den hohen Anteil von Motor-Aus-Phasen im Fahrzyklus eines Hybrids ist das ein großer Vorteil. Aufgrund des elektrisch heizbaren 48 V-Katalysators Emicat von Continental setzt die Umwandlung von Rohemissionen im Katalysator auch nach langen Motor-Aus-Phasen sofort wieder ein. Diese Strategie trägt dazu bei, dass das GTC II die Emissionsgrenzwerte der Abgasnorm Euro 6 c (2017/2018) erfüllt.

Höhere thermodynamische Effizienz

Im Konzeptfahrzeug wurde darüber hinaus auch die thermodynamische Effizienz des Verbrennungsmotors gesteigert. Ein höheres Verdichtungsverhältnis und ein Ladungswechsel mit spätem Einlassventilschließen (Atkinson-Zyklus) senken den spezifischen Kraftstoffverbrauch. Gleichzeitig sorgt ein speziell an den Motor angepasster Turbolader von Continental mit radial-axialer Turbinentechnik für ein besonders schnelles Ansprechverhalten im unteren Drehzahlbereich. Im Zusammenspiel mit der elektrischen Drehmomentunterstützung vergrößert das die Freiheiten bei der Definition der Betriebsstrategie und sorgt für mehr Fahrbarkeit, was wiederum der Akzeptanz zugutekommt.

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