Die Elektrifizierung hält immer stärker Einzug in den Fahrzeugbau. Hierdurch ergeben sich zahlreiche Herausforderungen, aber auch Potenziale für den Ladungswechsel.
Welche Verbesserungen bei Verbrennungsmotoren durch die Elektrifizierung erreicht werden können, erläuterte Dr. Torsten Eder von Daimler in seinem Keynotevortrag „Die Spannung steigt – Der Grundmotor im Wandel“ auf der 9. MTZ-Fachtagung, die heute und morgen, 25. und 26. Oktober 2016, in Stuttgart stattfindet.

In allen Märkten werden die CO₂-Vorgaben strenger. Dies spiegelt sich trotz steigender Motorleistungen im stetig sinkenden Verbrauch wider. Trotz aller Euphorie für elektrisch angetriebene Fahrzeuge darf man dabei nicht vergessen, dass „ohne den Diesel ein Flottenverbrauch von 95 g CO₂/km nicht möglich wäre, da weniger als 1 Prozent der Fahrzeuge heute elektrifiziert verkauft werden“, so Dr. Eder. Die Vorgaben für den Flottenverbrauch werden in Zukunft noch strenger werden. Daher müssen die Fahrzeugbauer Konzepte für ihre Verbrennungsmotoren entwickeln, wie sie die ständig steigenden Anforderungen wirtschaftlich realisieren können.

Neue Motoren in 48-V-Technik

Inzwischen sind Verbrauchsvorteile bei Verbrennungsmotoren durch herkömmliche Techniken nur noch inkrementell realisierbar. „Größere Schritte können durch die Elektrifizierung erreicht werden – und hier insbesondere durch 48-V-Systeme.“ Der konventionelle Motor lässt sich dabei in einigen Bereichen elektrifizieren. Mögliche Felder für die Elektrifizierung sind unter anderem die Ventilsteuerung, die Ölabscheidung, die Klimatisierung, die Ölpumpe und – last but not least – die Aufladung. So sieht Daimler beispielsweise Möglichkeiten im riemengetriebenen Startergenerator (rSG), im integrierten Starter-Generator (iSG) und in der Hochvolt-Hybrid-Ausführung. Laut Dr. Eder ist die Motivation zur Integration der 48-V-Systeme dabei deren hohe CO₂-Effizienz zur Erreichung der zukünftigen Flottenverbrauchsziele, der Komfort beim Starten, die hohe Dynamik sowie weitere Möglichkeiten wie Komfortfunktionen. Durch die 48-V-Systeme sind bezüglich Boost- und Rekuperationsbetrieb Verbrauchsvorteile bis 15 Prozent im Kundenbetrieb realisierbar. Aus diesem Grund bietet Daimler ab 2017 einen neuen Reihensechszylinder-Ottomotor mit iSG sowie einen neuen Vierzylinder-Ottomotor mit rSG in 48-V-Technik an.

Einfluss der Elektrifizierung auf die Aufladung

Auch Holger Richter von Schlegel und Partner stellte in seinem Vortrag die Frage nach dem Einfluss der 48-V-Technik und der Hochvolt-Elektrifizierung auf die Aufladung. Nach über 100 Jahren Turboladern und über 60 Jahren Turboladern im Pkw sind Dieselmotoren heute fast flächendeckend mit Turboladern ausgerüstet. Und auch im Bereich der Ottomotoren sind deutliche Zuwächse zu verzeichnen. „Daher wird die Elektrifizierung und Hybridisierung als Gefahr gesehen, die dieses Marktwachstum reduzieren könnte“, so Richter. Dabei eröffnen veränderte Bordnetzarchitekturen neue Möglichkeiten hinsichtlich der Aufladung. So kann beispielsweise das 48-V-Netz dazu genutzt werden, den Kompressor zu elektrifizieren und somit zukunftsfähig zu machen. Für Richter ist es auch denkbar, dass, „wenn man weiter Richtung Hochvolt-Hybridisierung denkt, dass langfristig auch elektrische Turbolader zum Einsatz kommen.“