ANTRIEB ALTERNATIVE
ANTRIEB ALTERNATIVE ANTRIEBE Die Studie Prologue ähnelt in ihrer Architektur dem 48-Volt-Mildhybrid von Audi Bild: Audi Der Vierzylindermotor M 264 wird mit einem einen riemengetriebenen Starter-Generator (RSG) mit circa 12 kW Maximalleistung ausgerüstet. Der neue Ottomotor stößt damit laut Vollrath in Leistungsregionen vor, die bisher hubraumstarken Aggregaten mit sechs Zylindern vorbehalten waren. Zugleich verbraucht er deutlich weniger Kraftstoff als ein vergleichbarer Sechszylindermotor. Grundsätzlich sieht Vollrath die Möglichkeit der Rekuperation und die dadurch gegebene CO 2 -Reduzierung von sieben bis zwölf Gramm pro Kilometer im NEFZ sowie die Elektrifizierung von Nebenaggregaten wie Klimaanlage, Sauglüfter und Co. als wichtigste Vorteile. Außerdem ist der Sechszylinder – der völlig riemenlos ausgelegt ist – mit einem elektrisch angetriebenen Kältemittelverdichter ausgerüstet. In der Topmotorisierung sorgt ein elektrisch angetriebener Zusatzverdichter mit 48 Volt dafür, „dass nicht das kleinste Turboloch für den Fahrer spürbar ist.“ Darüber hinaus ist die Kosteneffizienz und somit der Preis für die Verbrauchseinsparung attraktiv. Damit, so Vollrath, hat diese Technik alle Voraussetzungen zur Breitenanwendung. Noch in diesem Jahr wird Daimler in der neuen S-Klasse die 48-Volt- Technik mit dem neuen Reihensechszylinder-Ottomotor M 256 präsentieren. Weitere Baureihen und Motoren, auch Selbstzünder, werden folgen. Noch weniger CO 2 durch Vernetzung Audi wird im Herbst 2017 wahrscheinlich als erstes Modell den neuen A8 mit einem 48-Volt-Mild-Hybrid-System sowohl mit Otto- als auch mit Dieselmotoren anbieten. Mittelfristig erwartet Oguz Eksi, Projektleiter 48V-Hybrid bei Audi in Ingolstadt, auch in den Bau - reihen B (A4 und Derivate) und C (A6 und Derivate) den 48-Volt- Mild-Hybrid zusammen mit beiden Verbrennungsmotorvarianten. Das System ist wie bei Daimler keine Option, sondern immer integraler Bestandteil des Antriebsstrangs. Die maximale Rekuperationsleistung der elektrischen Asynchronmaschine, die als Riemen- Starter-Generator (RSG) ausgeführt ist, beträgt 12 kW, das Drehmoment nach der Übersetzung durch den Riementrieb 180 Nm. Die in Genf vorgestellte Studie Q8 sport concept mit zwei 48-Volt-Motoren ist ein Ausblick in die Zukunft. Die CO -Reduzierung haben die Ingolstädter unter anderem durch 2 Vernetzung weiter optimiert. Die Schwellen für das Start-Stopp-System werden auf 15 bis 25 Kilometer pro Stunde angehoben. Dabei hilft eine sogenannte Change-of-Mind-Fähigkeit des RSG, die einen nahezu verzugsfreien Motorstart ermöglicht, falls die Ampel während der Verzögerung wieder grün zeigt und der Fahrer nicht mehr bremst. Wie in der S-Klasse wird beim sogenannten Segeln bis 160 km/h auch konsequent der Verbrennungsmotor abgestellt. Dabei überwacht die Frontkamera die Straße, ob nicht ein Fahrzeug direkt vor dem Audi den Segelvorgang stört. Im Vergleich zu den effizientesten Modellen mit den vier Ringen beträgt die CO -Einsparung im NEFZ bis zu 10 %. „Bei Sechszylinder-Ottomotoren beträgt 2 die Einsparung im realen Fahrbetrieb bis zu 0,7 Liter Benzin auf 100 Kilometer, also sogar mehr als zehn Prozent“, so Oguz Eksi. Mit dem aufpreispflichtigen prädiktiven Effizienzassistenten bekommt der Fahrer darüber hinaus grafische Anweisungen, basierend auf GPS-Daten und der Höhentopologie. Er kann so seinen Fahrstil vor nicht vorhersehbaren Kurven, Kuppen und Kreuzungen besser auf eine noch höhere Effizienz einstellen. So wird etwa vor einer Bergkuppe die Batterie mit 500 Wh durch Lastpunktverschiebung oder Segeln noch geleert, weil sie sich bei der Bergabfahrt wieder durch Rekuperation aufladen lässt. Ob Renault, Daimler oder Audi – wie ein roter Faden zieht sich bei allen drei OEMs die CO -Reduzierung durch die Argumentation. Dabei ist der Verbrennungsmotor zwar immer noch die Hauptantriebs- 2 quelle, arbeitet allerdings so oft wie möglich on demand. jpk www.continental-automotive.de www.renault.de Direkt zom eBook „48 Volt Technology“: http://hier.pro/OIER9 40 K|E|M Konstruktion Sonderausgabe Automobilkonstruktion 01 2017
ELEKTROMOBILITÄT ANTRIEB Das gekühlte DC-Ladesystem CCSplus zum Hochleistungsschnellladen mit bis zu 350 kW ermöglicht minimale Ladezeiten von 3-5 min für 100 km Reichweite – und das mit einem hochflexiblen Kabel. Das Ladesystem ebnet so den Weg für eine alltagstaugliche und einfache Schnell - ladung von Elektro - fahrzeugen Bild: Phoenix Contact Thermische Belastung erfordert konstruktionsseitig Anpassungen Hochleistungs-Schnellladen bis zu 350 kW Zu lange Ladezeiten und zu geringe Reichweite werden von den Kritikern gerne als Hauptargument gegen die Elektromobilität ins Feld geführt. Das neue Schnellladesystem CCSplus kann hier mit einer Ladeleistung von bis zu 350 kW einen Akku in zirka fünf Minuten für eine Reichweite von 100 km aufladen. CCSplus arbeitet mit einem Kühlsystem – und wird die Akzeptanz der Elektromobilität gerade bei langen Strecken deutlich erhöhen. Angesichts der höheren thermischen Belastung erfordert dies allerdings auch fahrzeugseitig Anpassungen. M.SC. Daniela Stüker, Produktmarketing Connectivity, Phoenix Contact E-Mobilty, Schieder-Schwalenberg Der Fortschritt in der Ladetechnologie ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg der Elektromobilität. Ziel ist eine verfügbare und komfortable Ladeinfrastruktur für den alltäglichen Gebrauch von Elektrofahrzeugen – passend zu Fahrleistung und Bewegungsradius. Eine wesentliche Voraussetzung dafür wurde bereits vor Jahren erarbeitet: einheitliche und genormte Ladesteckverbinder für Europa, Nordamerika, China und Japan. An dieser Entwicklung war Phoenix Contact – zusammen mit der Automobilindustrie – federführend beteiligt. Insbesondere das Combined Charging System (CCS), welches inzwischen in Europa und Nordamerika als Standard etabliert ist, kommt in zahlreichen Elektrofahrzeugen zum Einsatz. Das CCS ist ein kombiniertes Ladestecksystem für das Laden von Elektrofahrzeugen mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC). Über das Fahrzeug-Inlet kann sowohl mit AC- als auch mit CCS-Fahrzeug-Ladesteckern geladen werden. Am Fahrzeug selbst ist somit nur eine Schnittstelle erforderlich. Ladelösungen, die ein schnelles Laden und damit eine schnelle Weiterfahrt erlauben, rücken immer enger in den Fokus. Während die vollständige Aufladung von Elektrofahrzeugen beim Wechselstrom- Laden (AC-Laden) mehrere Stunden dauert, sind dank der Schnellladung mit Gleichstrom (DC) nur noch wenige Minuten erforderlich. Der zügige Ladevorgang soll Elektrofahrzeuge vor allem alltagstauglicher machen und die Akzeptanz erhöhen. Auch die Automobilindustrie hat ein großes Interesse an dieser Technologie und verlangt nach entsprechenden Lösungen. Heutige DC-Ladestationen ermöglichen bereits eine Ladeleistung von bis zu 150 kW. 20 Minuten für bis zu 400 km Reichweite Schon bald wird der E-Mobilist eine Ladeleistung von bis zu 350 kW nutzen können, sodass die Aufladung für 400 km Reichweite in zirka 20 min erfolgt. Durch die höhere Ladegeschwindigkeit wird die Wettbewerbsfähigkeit des Batterie-elektrischen Autos erheblich erhöht. Auch die internationalen Nutzfahrzeug- und Bushersteller zeigen deswegen großes Interesse an schnelleren Ladesystemen wie CCSplus. K|E|M Konstruktion Sonderausgabe Automobilkonstruktion 01 2017 41
