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Technik & Design: B5-TPH Die Zukunft fährt Hybrid Fossile Brennstoffe werden knapp und teuer, der Wechsel hin zu sauberen und erneuerbaren Energieträgern ist unvermeidlich. Deshalb entwickelt FHI hochleistungsfähige Energie-Speichersysteme. Hochleistungs-Speichersysteme sind die Schlüsseltechnologie für Fahrzeuge mit Hybridsystemen, Brennstoffzellen und Elektroantrieb. Subaru-Mutterkonzern Fuji Heavy Industries (FHI) hat zwei neue Technologieprojekte aufgelegt, die auf die Entwicklung umweltfreundlicher Fahrzeuge zielen: 1. Turbo Parallel Hybrid (TPH): Dabei handelt es sich um ein revolutionäres Antriebssystem für das Hybridfahrzeug HEV, das Subaru im Jahr 2007 für einen groß angelegten Feldversuch in Japan auf den Markt bringen wird. 2. Der Lithium-Ionen-Kondensator (Li-ion): Diese Technologie steigert die Kapazität der Energiespeicher ganz erheblich. Beim B5-TPH wird ein Elektromotor zwischen Verbrennungsmotor und Automatikgetriebe direkt auf die Kurbelwelle platziert. 16 drive Strategisch ist die TPH-Technologie als Energiequelle für saubere Fahrzeuge für Subaru von hoher Bedeutung. Mit dem klaren Entwicklungsfokus auf eine künftige Großserienfertigung wird das System in die Subaru-Kerntechnologien Boxermotor und Symmetrical AWD integriert. Der Versuchsträger B5-TPH präsentiert sich zurzeit auf den Auto-Messen rund um die Welt. Bei der Turbo Parallel Hybrid-Technologie wird ein dünner, zehn Kilowatt starker Elektromotor direkt auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors platziert. Er spielt eine wichtige Rolle, da er das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen erheblich verstärkt. Die Kombination des Generators und des Boxer- Turbomotors, der nach dem Miller- Prinzip (siehe Kasten) arbeitet, liefert einerseits außerordentliches Drehmoment bei mittleren
Noch ist der B5-TPH ein Versuchsfahrzeug, doch schon bald könnte das Coupé in Serie gehen und bei Subaru ein neues Technologiezeitalter einläuten. Drehzahlen und anderseits enorme Beschleunigung und hohe Wirtschaftlichkeit im Alltagsbetrieb. Zur exzellenten Leistungsfähigkeit in allen Bereichen trägt Motor-Assist bei: Dabei greift der Elektromotor frühzeitig ein und behebt auf diese Weise die für Turbomotoren typische Drehmomentschwäche bei niedrigen Drehzahlen. So bringt das TPH-System das Turbotriebwerk über das gesamte Drehzahlband auf eine höhere Leistungsstufe. Außerdem sind in dem neuen Hybrid-AWD-System entscheidende Funktionen vereint: Der Elektromotor treibt die Räder an, der Generator gewinnt die Bremsenergie zurück und leitet diese „regenerative“ Energie in die Batterien. Zur Steigerung des Wirkungsgrades von TPH setzen die Ingenieure auf hochleistungsfähige Mangan-Lithium-Ionen-Batterien, die gemeinsam mit dem Kooperationspartner NEC Lamillion Energy Co., Ltd. entwickelt werden. Dieses Joint Venture zwischen FHI und NEC wurde bereits 2002 gegründet. Der B5-TPH ist mit einer dieser hochmodernen Liion-Batterie bestückt, die den Elektromotor mit Strom versorgt. Verglichen mit Nickel-Metallhydrid-Batterien, wie sie normalerweise in vielen Hybridfahrzeugen verwendet werden, übertrifft die Mangan-Lithium-Ionen Batterie diese an Energiedichte, gleichzeitig blieben die überlegene Fähigkeit der spontanen Ladung und Zündung sowie die außerordentliche Langlebigkeit normaler Kondensatoren erhalten. Neue Materialien an der Anode des Li-ion-Kondensators verdoppeln theoretisch die Speicherkapazität heutiger Kondensatoren, Der Miller-Zyklus 1947 meldete der Amerikaner Ralph Miller seinen „Miller-Motor“ zum Patent an. Durch Modifikationen am Active Valve Control System (AVCS) des Vierzylinder-Turbo-Boxermotors verzögert der „Miller-Zyklus“ das Schließen der Einlassventile. Dabei wird ein Teil des angesaugten Luft- Benzin-Gemischs durch das Einlassventil, das im Verdichtungstakt noch eine Zeitlang offen steht, sofort wieder ausgestoßen. So sorgt der Miller- Zyklus für einen geringeren Kraftstoffverbrauch im täglichen Fahrbetrieb. Der Turbomotor verliert nichts von seiner Leistungsfähigkeit bei hohen Drehzahlen, Verbrauch und CO 2 -Emissionen werden gesenkt. indem sie die Pre-Doping-Technik einsetzen: Dabei bestehen Elektrolyt und die negative Elektrode (Kathode) aus einem neu entwickelten Li-ion-Karbonmaterial, und diese Technologie ermöglicht den Einschluss einer großen Anzahl von Lithium-Ionen an der Kathode, erhöht damit Ladekapazität und elektrische Potenzialdifferenz und ermöglicht hohe Spannungen, ohne die Leistung der positiven Elektrode (Anode) zu beeinträchtigen. Die Batterieeinheit ist mit der elektronischen Kontrolleinheit in einer Baugruppe untergebracht und befindet sich im Heck des Fahrzeugs. So richtungweisend wie die revolutionäre Hybrid-Technologie ist der Subaru B5-TPH. Das Konzeptfahrzeug auf der Basis des Outback ist eine Mischung aus Sportkombi, Coupé und SUV und entwickelt das Design-Thema „Crossover“ weiter. So überzeugt der B5-TPH nicht nur wegen der reinen Funktionalität — er sieht einfach gut aus. Damit zeigt er die neue Dimension von Attraktivität künftiger Subaru-Modelle. drive 17
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