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Mild Hybrid für 17 Prozent Kraftstoffersparnis


Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile

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Die Automobilzulieferer Continental und Schaeffler zeigten jüngst mit ihrem Gemeinschaftsprojekt Gasoline Technology Car (GTC), wie integrierte und konsequent vernetzte Mild-Hybrid-Technologien einen bereits sehr effizienten Pkw mit Dreizylinder-Ottomotor noch verbessern können: Der optimierte Ford Focus 1.0 l EcoBoost spart 17 Prozent an Kraftstoff, emittiert statt 114 g/km nur 95 g/km CO2 und erfüllt bereits die ab 2017/18 gültige Abgasnorm Euro 6c.

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Beim Demonstrationsfahrzeug GTC ersetzen Einspritzung und Motorsteuerung von Continental das von Ford verwendete (Bosch-)System. Eine Schlüsselrolle spielen das 48-Volt-Eco-Drive-System von Continental, die elektrifizierte Kupplung (E-Clutch) zur Kraftübertragung und das Thermomanagement von Schaeffler. Hinzu kommen Maßnahmen zur Reduktion der Reibungsverluste im Motor und ein elektrisch heizbarer Katalysator (Emitec).

Das 48-V-Eco-Drive-System hilft als zweite Antriebseinheit, den Einliter-Dreizylinder-Benziner trotz zündwinkeloptimierter Betriebsstrategie fahrbar zu machen und zusätzliche Hybrid-Fahrstrategien zu nutzen. Dabei ist der elektrische Traktionsmotor/Generator über einen Riementrieb mit Entkoppelungsspanner an den Verbrenner angebunden. Ein DC/DC-Wandler sorgt für die elektrischen Energieflüsse zwischen der 12-V- und der 48-V-Seite. So wird mit einem zweiten Li-Ion-Akku der Verbrennungsmotor im niedrigen Drehzahlbereich elektrisch unterstützt und erreicht ein gutes Ansprechverhalten ohne „Turboloch“. Voraussetzung für diese „E-Boost“-Funktion ist die hohe Effizienz der 48-V-Rekuperation: Im NEFZ wird fast doppelt so viel Bewegungsenergie zurückgewonnen, als das Bordnetz braucht.

Auch mit konventionellem Sechsgang-Handschaltgetriebe nutzt das GTC energiesparende Funktionen wie das Coasting: Beim Ausrollen ohne Gas trennt die elektrifizierte Kupplung den Motor vom Antriebsstrang und es bleibt für die Rekuperation mehr kinetische Energie erhalten. Diese ermöglicht wiederum andere effizienzsteigernde Maßnahmen wie den elektrisch heizbaren Katalysator. Der nutzt die im vorherigen Fahrzyklus wiedergewonnene Energie, um beim Kaltstart schneller seine Arbeitstemperatur zu erreichen.

Eine Split-Cooling-Architektur mit Drehschieberventil ermöglicht es, den Motor vorübergehend von der Kühlmittelzirkulation zu trennen, um schneller auf Temperatur zu kommen beziehungsweise diese länger zu halten. Mit dem schnellen Aufheizen und durch reibungsoptimierte Komponenten werden die motorischen Reibungsverluste geringer. Vor einer absehbaren Rekuperationsphase (Gefälle) kann auch frühzeitig die Kühlung abgeschaltet werden.

Die aus der Serie entnommene Motorsteuerung regelt im GTC auch die Mild-Hybrid-Komponenten und nimmt bereits die kommende EMS-3-Betriebsstrategie vorweg. Deren offenen Systemarchitektur auf AUTOSAR-Basis kann flexibel unterschiedliche Anforderungen erfüllen, die sich aus der Hybridisierung und Elektrifizierung ergeben. Für die größte Effizienz bei einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe gibt die Motorsteuerung über eine zusätzliche Anzeige Schaltpunkt-Empfehlungen zur Drehzahlabsenkung (Downspeeding). Diese kann der Fahrer durch das zusätzliche elektrische Antriebsmoment ohne Einbußen bei der Fahrbarkeit nutzen und damit echte Verbrauchsvorteile im realen Straßenverkehr erzielen.

Nachdem beim ersten GTC ausschließlich Antriebs-optimierungen der Conti-Division Powertrain eingebracht wurden, will man ein Folgefahrzeug aufbauen und dabei die Integration der Komponenten aller Divisionen von Continental testen. Dabei wäre mit dem Conti.eContact in der bisher völlig unüblichen Reifendimension 195/55 R 20 – im Vergleich zu einem Standard-Sommerreifen – der Rollwiderstand um bis zu 30 Prozent niedriger und eine weitere Reduzierung von Verbrauch bzw. CO2-Emission angestrebt.

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