Eine Schlüsseltechnologie um zukünftige Emissions- und Verbrauchsziele zu erreichen, ist die Elektrifizierung von Antriebssträngen. Zusätzlich zur Optimierung bewährter 12 V Micro-Hybrid-Technologien und Hochvolt Plug-In-Hybridkonzepten bietet insbesondere die 48 V Mildhybridisierung ein hohes Potential zur Effizienzsteigerung. Die Technologie erfordert lediglich einen moderaten technologischen und finanziellen Mehraufwand, da im Vergleich zur Hochvoltelektrifizierung keine ganzheitliche Überarbeitung des Antriebsstranges erforderlich ist. In dem FEV 48 V Mild-Hybrid Demonstrator wird ein 12V/48V-Dualbatterie-Bordnetz umgesetzt. Basisfahrzeug ist ein Mercedes A 45 AMG 4MATIC mit 7-Gang Doppelkupplungsgetriebe. Das Fahrzeug ist serienmäßig mit einem direkteinspritzenden 2 Liter Ottomotor ausgestattet, der über einen Twin-Scroll-Abgasturbolader aufgeladen wird. Zur Optimierung der Low-End-Torque Performance kommt ein elektrischer Zusatzverdichter zum Einsatz. Die 14 V Lichtmaschine wird durch die 48 V Boost-Recuperation-Maschine (BRM) von Bosch mit entsprechenden Anpassungen des Riementriebs ersetzt. Ein 48 V Batteriepack auf Lithiumeisenphosphatbasis wird über einen bidriektionalen DC/DC-Wandler an das konventionelle Bordnetz gekoppelt. Das 48 V System mit BRM und leistungsfähiger Batterie ermöglicht viele Freiheitsgrade beim Energiemanagement und hohe Rekuperationsraten. Die rekuperierte Bremsenergie findet wahlweise im Antrieb des elektrischen Verdichters, der BRM oder in der Energieversorgung des konventionellen Bordnetzes Verwendung. Der Demonstrator wird zur Analyse und Optimierung der Wechselwirkungen zwischen den Leistungskomponenten im 48 V Bordnetz eingesetzt. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen liegt insbesondere in der gezielten Regelung der BRM Zustandsübergängen, wie sie beispielsweise in Verbindung mit einem Segelmodus auftreten. Darüber hinaus wird unter anderem die Low-End-Torque Kompensation mittels Zusatzverdichter und BRM des Downsizing-Konzeptes, wie auch das elektrische Energiemanagement detailliert untersucht.
Autor: Philip Griefnow
Co-Autoren:
Savelsberg, Rene (RWTH Aachen University, 52074 Aachen, Germany),
Stapelbroek, Michael, Dr.-Ing. (FEV GmbH, 52074 Aachen, Germany) ,
Peck, Rainer, Dr.-Ing. (Robert Bosch Starter Motors Generators GmbH, 70442 Stuttgart, Germany), Trzebiatowski, Tobias, Dr.-Ing. (Robert Bosch Starter Motors Generators GmbH, 70442 Stuttgart, Germany)