Glossar

Rekuperation steht für Energierückgewinnung. In der Formel 1 gibt es schon seit Jahren das KERS („kinetic energy recovery system“), welches beim Bremsen kinetisch Energie in elektrische umwandelt und später als zusätzlichen Turboboost wieder freisetzt. Diese Technologie hat Ende 2016 auch den Sprung in Serien-PKW geschafft. In der simpelsten Implementierungsform wird dazu der konventionelle 12V-Generator wird in seinem Bau­raum am Riemen durch eine 48V-Maschine ersetzt. So hat das Fahrzeug zusätzliche Leistungsreserven und es können 15 - 25% des Kraftstoffverbrauchs sowie der CO₂-Emissionen eingespart werden.

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In Hybrid-Fahrzeugen wird der Verbrennungsmotor durch einen kleinen E-Motor ergänzt. Dieser gewinnt beim Bremsen Energie zurück („Rekuperation“) und speichert sie in einer kleinen Batterie. Bei Bedarf kann damit der Motor für mehr Drehmoment und zur Überbrückung des Turbolochs unterstützt werden – das ist die Boost-Funktion. Bei 48V-Hybriden umfasst diese zusätzliche Unterstützung in der einfachsten Implementierungsform bereits 15 kW / 20 PS.

Wechselt ein Hybridfahrzeug in den Coasting-Modus (auch Segelbetrieb oder Gliding genannt), wird während des Fahrens der Verbrennungsmotor ausgeschaltet um Kraftstoff zu sparen. Dies passiert automatisch, wenn der Fahrer den Fuß vom Gas nimmt. Sobald wieder Gas gegeben wird, wird der Motor in Sekundenbruchteilen wieder gestartet.

Die räumliche Beziehung von Objekten zueinander nennt man auch Topologie. Beim Auto bezieht sich das auf die Anordnung der Komponenten im Antriebsstrang. Bei der Mild-Hybridisierung von PKW gibt es beispielsweise fünf unterschiedliche Positionen, an denen eine 48V-Maschine integriert werden kann. Diese bezeichnet man mit P0 (am Riementrieb) bis P4 (an der Hinterachse).

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Ein klassischer Verbrenner ist immer mit einem Starter (auch: Anlasser) und einem Generator (auch: Lichtmaschine) ausgerüstet. Der Starter bringt den Motor in Fahrt, der Generator erzeugt bei laufendem Motor Strom für das Bordnetz.

Ein Startergenerator kombiniert diese beiden Aufgaben in einer Komponente. So kann beispielsweise eine 48V-Maschine wie die BRM den Generator in seinem Bauraum am Riementrieb ersetzen und dann sowohl die Energieerzeugung übernehmen und den Motor besonders sanft starten. Durch Rekuperation kann die 48V-Maschine dabei sogar Bremskraft zurückgewinnen und so 15% oder mehr Kraftstoff und CO₂-Emissionen einsparen.

Im Auto gibt es eine Vielzahl an Geräten, Sicherheitsfunktionen und Komfortfeatures, die Strom benötigen – von Radio und Scheinwerfer bis zu elektrischen Bremskraftverstärkern und Fahrassistenzfunktionen.

Diese werden über ein Bordnetz versorgt, welches in konventionellen Verbrennern eine Spannung von 12V hat. In Mild-Hybriden wird dieses zusätzlich um ein 48V-Bordnetz ergänzt, welches sicherheitsrelevante Hochleistungsverbraucher zuverlässig versorgt und zusätzliche Fahrfunktionen wie Komfortstart, Boost und Coasting ermöglicht.

Seit der Anlasser 1914 die Handkurbel zum Starten des Motors abgelöst hat, gehört der Starter zu den Kernkomponenten beim Verbrennungsmotor. Ein guter Starter sollte quasi unsichtbar sein – den Motor also zuverlässig, sanft und leise starten. Dennoch ist der Startvorgang spürbar. Der Starter-Generator in einem 48V-Hybriden macht Kaltstart und Start/Stopp nun noch einmal sanfter und schneller, indem Verbrenner und E-Motor harmonisch interagieren.

In der Europäischen Union gibt es seit 1992 zunehmend strenger werdende Abgasnormen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Darin sind Emissionsgrenzwerte hinsichtlich Schadstoffen wie Kohlenstoffmonoxid geregelt.

Euro 7 ist die kommende Abgasnorm, deren Details aktuell verhandelt werden. Um die weiter verschärften Reglements und Grenzwerte erreichen zu können, könnte beispielsweise ein Vorheizen des Katalysators notwendig werden. So ließe sich der besonders hohe Schadstoffausstoß beim Kaltstart erheblich reduzieren.