, Rudolf Skarics

Elektrifizierung und Hybridisierung

Es muss nicht gleich ein vollelektrischer Wagen sein, wenn man elektrisch fahren will, das kann man auch mit einem Plug-in-Hybrid

Ein Blick auf den nackten eDrive von BMW, bei dem vorne der Verbrennungsmotor sitzt, während die Akkus im Heck mitfahren.

foto: bmw

Hier ein BMW-Plug-in-Hybrid, nun aber mit einem Längsmotor.

foto: bmw

Ganz ähnlich wie am ersten Bild schaut auch der Antriebsstrang des A3 Sportback e-tron aus.

foto: audi

Wien – Wenn wir ein Auto abstellen, ist es noch lange nicht wirklich abgeschaltet, selbst bei einem altmodischen Zündschlüssel nicht. Schon seit über zehn Jahren entspricht das Abschalten eines Autos dem Herunterfahren eines Computers. Insofern ist die Elektrifizierung des Automobils längst im Gang. Einrichtungen, die früher hydraulisch direkt von Motor getrieben arbeiteten, werden zusehends durch elektrische Elemente ersetzt, allen voran die Servolenkung, die mittlerweile bei fast allen Autos elektromechanisch arbeitet. Das hat ganz klar zwei Gründe: Es kostet in den meisten fällen weniger Energie – und noch viel wichtiger: Elektrische Elemente lassen sich elektronisch mit anderen elektrischen Einrichtungen verknüpfen, was auf mechanischer Ebene zumindest sehr schwierig wäre.

Längst ist es so, dass Motor, Automatikgetriebe, Fahrdynamikregelung, Stoßdämpferreglung und manchmal sogar schon Navigationsdaten miteinander verknüpft das Fahrgefühl ergeben, oft in mehreren Stufen als Fahrprogramm vom Fahrer wählbar. Ein schönes Beispiel dafür stellt der neue Mazda 6 dar, bei dem beim Einlenken in die Kurve durch automatisches Zurücknehmen des Motordrehmoments eine kleine Lastwechselreaktion des Wagens hervorgerufen wird. Eingesetzt wie ein Medikament: Was in hohem Maße ziemlich gefährlich wäre und den Wagen ausbrechen ließe, steigert hier die Agilität und den Fahrkomfort.

Energieverbrauch minimieren

Das ist die eine Ebene der Elektrifizierung mit Stoßrichtung Komfort, Sicherheit, Fahrgefühl. Doch ebenfalls schon seit weit mehr als zehn Jahren wird die Elektrifizierung des Automobils dazu verwendet, seinen Energiehaushalt zu optimieren, mit dem Ziel, den Energieverbrauch zu verringern, aber auch mit der Möglichkeit, das Fahrgefühl zu intensivieren.

BMW war der erste Autohersteller, der in der Beschleunigungsphase, wenn dem Motor volle Kraft abgefordert wird, die Lichtmaschine außer Dienst stellte, um die ganze Kraft für den Vortrieb zur Verfügung zu haben. Zum Ausgleich nutzt man die Lichtmaschine vermehrt und konsequent im Schiebebetrieb. Schon ein kluges elektronisches Management der Lichtmaschine ist eine Art der Hybridisierung. Ein zweites wichtiges Element stellt der Starter dar. Wenn sich ein Fahrzeug wenigstens im Stillstand selbstständig abstellt, um beim Losfahren unaufgefordert wieder zu starten, spricht man schon von Micro-Hybrid.

Am oberen Ende der Maßnahmenskala für sparsamere Antriebe steht der Vollhybrid, also ein Antrieb, der Starten, Stromgenerieren und Fahren mit Verbrennungsmotor nach allen Regeln der Mechatronik und folglich mit höchstem Aufwand verknüpft. Toyotas Pionierrolle in Sachen Hybridantrieb ist unbestritten, in zwanzig Jahren hat man die Technologie zu hoher Reife geführt. Toyota besitzt eine Fülle an Funktions- und Fertigungs-Know-how in der Elektrifizierung des Antriebs wie kein anderer Autohersteller. Nach einer Schrecksekunde von ungefähr einem Jahrzehnt haben mittlerweile auch fast alle anderen Autohersteller Hybridkonzepte und Serienfahrzeuge entwickelt, viele neue Denkansätze, die nicht unbedingt in Toyotas Richtung zeigen, wohl auch deshalb, weil Zeit vergangen ist und sich Rahmenbedingungen verändert haben.

Kleine sind sparsamer

Alle technischen Denkschulen haben eines gemeinsam: Der Kostenrahmen im jeweiligen Fahrzeugsegment muss eingehalten werden. Im Grunde ein Adam-Riese-Szenario: Kleine leichte Autos benötigen weniger Technik, um sparsam und sauber zu sein, große teure Autos haben naturgemäß einen höheren Bedarf an Spartechnologie, aber auch einen größeren Kostenrahmen für aufwendige Technik.

Und in diesem Spiel gibt es einen Knackpunkt: Der politische Wille in Richtung Elektromobilität begünstigt auf Ebene der Vollhybride den Plug-in-Hybrid. Kurz gesagt: Wer schon den ganzen Aufwand eines Hochvolt-Hybridsystems auf sich nimmt, kann gleich größere Batterien einbauen, um damit auch ein Stück weit rein elektrisch zu fahren. Das bringt sehr geringe Werte für den CO2-Ausstoß auf, jedenfalls auf dem Papier.

48 Volt

Und genau hier an der Weggabelung zwischen Hybridantrieb und Plug-in-Hybrid kommt ein gewichtiger neuer Aspekt ins Spiel: Hybridisierung in Form von Schwungnutzung und Rekuperieren funktioniert auch mit 48 Volt schon ganz gut, dafür sind nicht zwangsweise mehrere Hundert Volt notwendig. (Rudolf Sakrics, 4.10.2017)

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