Der Einstiegshybrid
Eine Lichtmaschine als Hilfsantrieb: Bosch erreicht durch die Modifikation bestehender Komponenten eine Spritersparnis von 15 Prozent im NEFZ und 10 weiteren Prozent im Alltag durch „Segeln“. Dabei soll ein neues Boost-Recuperation-System helfen
- Christoph M. Schwarzer
Stuttgart, 15. Oktober 2013 – Ein gutes Pferd springt nicht höher als es muss: Um den Verbrauchsgrenzwert in der EU von durchschnittlich 3,5 Litern Diesel oder 4,1 Litern Benzin (entsprechend 95 Gramm CO2 pro Kilometer) im Jahr 2020 zu erreichen, werden die Autohersteller das Rad nicht neu erfinden. Das Ziel ist vielmehr, die bestehende Technik kontinuierlich und möglichst kostengünstig weiterzuentwickeln. Ein entscheidender Baustein hierbei könnte das neue Boost-Recuperation-System von Bosch sein – irgendwann nach 2015.
Sparen im NEFZ – und im Alltag
Der Zulieferer verspricht bis zu 15 Prozent Ersparnis im NEFZ und zehn Prozentpunkte im Alltagsbetrieb. Bosch redet vom Einstiegshybrid für Jedermann, und der Begriff vom Volkshybrid fiel ebenfalls. Welche Bedeutung eine so starke CO2-Reduzierung hat, zeigt ein Blick auf den Basisbenziner im Volkswagen Golf mit 63 kW (85 PS) und einem Normverbrauch von 4,9 Litern (113 g CO2/km): Ein Minus von 15 Prozent reicht hier ziemlich genau aus, um die EU-Vorgaben für 2020 zu erfüllen.
Der Einstiegshybrid (6 Bilder)
Bosch hat das Boost-Recuperation-System in einen VW Passat eingebaut. Man betont aber, dass das lediglich ein Beispielfahrzeug ist und alle Hersteller beliefert werden können.
Kern des Boost-Recuperation-Systems ist ein 10 kW starker Elektromotor mit einem Drehmoment von 150 Nm. Dieser Motor, der über einen Rippenriemen auf die Kurbelwelle wirkt, arbeitet entweder im Schiebebetrieb als Generator („Recuperation“) oder umgekehrt als Unterstützung („Boost“) und außerdem als traditionelle Lichtmaschine. Die beim Gaswegnehmen und Ausrollen zurückgewonnene elektrische Energie wird zuerst in einer Lithium-Ionen-Pufferbatterie mit einer Kapazität von 0,25 kWh gespeichert. Beim Beschleunigen wird die ehemals ausschließliche Lichtmaschine mit diesem Strom zur Hilfsmaschine. Die Batteriekapazität reicht dabei für mindestens 20 Boostvorgänge à drei Sekunden.
Je nach Auslegung durch den späteren Autohersteller könnten kurze Strecken sogar ausschließlich durch die E-Maschine übernommen werden; in diesem Fall würde der Verbrennungsmotor zündungs- und spritfrei mitgeschleppt werden. Wie Bosch aber zugeben muss, dient das eher zur Demonstration, wie kräftig der E-Motor ist. Denn natürlich ist es einigermaßen sinnfrei, den Verbrennungsmotor leer mitlaufen zu lassen, schließlich sind Schlepp-, Pump- und Reibungsverluste keineswegs zu vernachlässigen. Dazu kommt, dass bei einer so geringen Batterie-Kapazität ohnehin nur ein paar hundert Meter rein elektrisch zurückgelegt werden könnten. Das System arbeitet als 48 Volt-Teilbordnetz und kann problemlos über einen DC/DC-Wandler in bestehende 12 Voltnetze integriert werden. Denn darum geht es: Maximale Wirkung bei überschaubarem Aufwand.
Der starke Elektromotor führt zu einem komfortablen Start-Stopp-Betrieb. Kein nerviges „tsisisis“ beim Wiederanlassen, sondern ein fließendes, geräuschloses Anschleppen – etwa so, wie man das von Toyota-Hybriden kennt. Mit Stolz verweist man bei Bosch auch auf die eigene Interpretation des Segelns („Coasting“): Bisher war damit gemeint, dass – meistens in Verbindung mit einem Doppelkupplungsgetriebe – der Motor ausgekuppelt und abgeschaltet wurde.
Bei der neuen Bosch-Lösung wird der Motor durch die hauseigene e-Clutch getrennt und selbst beim Rollen in der Ebene abgestellt und erst bei Bedarf wieder ruckfrei zugeschaltet. Bosch reklamiert bis zu zehn Prozent Spritersparnis, die sich aber im laborgeprüften Normzyklus nicht niederschlagen, sondern erst im Realbetrieb.
Grundsätzlich kann das Boost-Recuperation-System für zwei Ziele eingesetzt werden: Entweder, um einen bestehenden Antrieb ohne teure technische Änderungen an Motor oder Antriebsstrang sparsamer zu machen. Oder, um einen kleineren, also downgesizten Motor auf ein höheres Leistungsniveau zu heben. Als Demonstratorfahrzeug haben die Stuttgarter einen Volkswagen Passat mit Vierzylindermotor gewählt; zugleich zeigen alle veröffentlichten Grafiken einen Antriebsstrang mit einer Kardanwelle nach hinten. Man will dokumentieren, dass man alle Autobauer beliefern kann.
EU-Ziele als Innovationstreiber
Es geht dem Zulieferriesen also darum, einen möglichst großen Teil der Serienfahrzeuge ein kleines Stück mehr elektrifizieren zu können. „Erschwinglich“ soll das Boost-Recuperation-System sein, wobei kein konkreter Preis genannt wird, und relativ leicht: weniger als zehn Kilogramm soll das Zusatzgewicht betragen.
Ob und wie schnell dieser vergleichsweise einfache Einstiegshybrid in Serie produziert wird, hängt unter anderem von den Vorgaben der EU ab. Sollte, wie es im Moment absehbar ist, die Einführung des CO2-Grenzwerts von 95 Gramm pro Kilometer auf Bestreben der Bundesregierung um vier Jahre auf 2024 verschoben werden, sinkt der Druck auf die Autohersteller, Innovationen einzubauen. Für Boschs Neuentwicklung wäre es ein Vorteil, wenn die EU unnachgiebig wäre. (mfz)