Energiemanagement im Antriebsstrang
Mit der Elektrifizierung des Antriebsstrangs ergeben sich neue Potenziale für das Energiemanagement. Neben den bestehenden Herausforderungen, die chemische Energie aus flüssigem Kraftstoff möglichst effizient zu nutzen und Energieverluste so weit wie möglich zu vermeiden, geht es nun insbesondere auch darum, verlorene Energie zurückzugewinnen.
Fahrzeuge beziehungsweise ihre Antriebe könnten in ihrer Charakteristik kaum unterschiedlicher sein: auf der einen Seite der Opel Ampera, ein Elektrofahrzeug, das den Verbrennungsmotor nur noch für größere Reichweiten nutzt. Auf der anderen Seite der Porsche GT3 R Hybrid, selbst im Rennsport ein Exot, der aus der Elektrifizierung auch fahrdynamischen Nutzen zieht. Doch den Grundgedanken haben beide gemeinsam: ein möglichst verlustfreies Energiemanagement zu realisieren.
Nach wie vor bietet die Wirkungsgradsteigerung im verbrennungsmotorischen Antriebsstrang noch großes Potenzial. Allerdings ist hier die Grenze erreicht, wenn alle bekannten technischen Maßnahmen umgesetzt sind. Mit der Elektrifizierung verschiebt sich diese Grenze. Beginnend mit Start-Stopp-Systemen über Bremsrekuperation und Lastpunktverschiebung bis hin zum kurzzeitigen, rein elektrischen Fahrantrieb beim Vollhybrid lassen sich höhere Grade in der Gesamteffizienz erzielen. General Motors geht mit dem Opel Ampera beziehungsweise dem antriebsseitig identischen Chevrolet Volt noch einen Schritt weiter und nutzt einen . Der Verbrennungsmotor dient ausschließlich als Range-Extender. Dazu sind unterschiedliche Fahrprogramme wählbar, die das Energiemanagement variieren. Das heißt, der Verbrennungsmotor wird nicht nur dann zugeschaltet, wenn die Batterie den minimalen Ladungszustand erreicht hat. Beispielsweise kann der Füllstand der Batterie auf hohem Niveau gehalten werden, um in einem urbanen Reiseziel ohne zugeschalteten Verbrennungsmotor fahren zu können.
Ganz anderer Natur sind die Herausforderungen im GT3 R Hybrid von Porsche. Hier bleibt der . Der zusätzliche elektrische Antrieb soll den Kraftstoffverbrauch senken, gleichzeitig steht aber auch der fahrdynamische Benefit im Fokus. Bislang gab es noch kein Hybridsystem, das die hochdynamischen Fahrzyklen in einem Rennfahrzeug effizient nutzen konnte. Porsche setzt erstmals einen elektrischen Schwungradspeicher ein, der die bei Bremsvorgängen gewonnene elektrische Energie in kinetische Energie wandelt und speichert. Diese wird entweder über manuellen Befehl vom Fahrer oder automatisch über eine Hybridsteuerung bedarfsgerecht an die elektrisch angetriebene Vorderachse abgegeben. Dies kann entweder zur Entlastung des Verbrennungsmotors und somit zur Verbrauchssenkung oder zur Steigerung der Fahrleistungen genutzt werden.
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Bild: Lexus)
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