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Bei vollelektrischen Fahrzeugen:

Bedroht der BEV-Boom die 48 V?

Blue Planet Studio/stock.adobe.com
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Als die 48-V-Technik kurz vor der Einführung stand, sprachen sich sowohl der VDA als auch der ZVEI für diese Technik aus. Es war aber auch immer zu hören, dass es sich bei der 48-V-Technik lediglich um eine Brückentechnologie handelt.

Steht der Technik mit dem jetzigen BEV- (Battery Electric Vehicle) Boom ein vorzeitiges Ende bevor?

Vor der Einführung der 48-V-Technik – 2015 wurde damals als Start der Massenproduktion genannt - war beim VDA zu lesen: »Viele Funktionen, die früher mechanisch waren, wurden in letzter Zeit in elektrische Funktionen umgewandelt. Mit der zunehmenden Elektrifizierung der Fahrzeuge sind die 12-V-Batterien jedoch an der absoluten Grenze ihrer Kapazität angelangt. Deshalb haben die Automobilhersteller und ihre Zulieferer jetzt ein 48-V-Bordnetz entwickelt. Bremsenergierückgewinnung und Start-Stopp-Systeme sind die treibenden Kräfte dieser 48-V-Technologie, die mehr Energie an die Verbraucher übertragen kann.« In einem ZVEI-Leitfaden (48-Volt-Bordnetz –Schlüsseltechnologie auf dem Weg zur Elektromobilität) aus dem Jahr 2015 wiederum wurden die CO2-Grenzwerte der Europäischen Kommission angeführt, die der 48-V-Technik Vorschub leisteten. Damals gab es zwar schon Hybridfahrzeuge, aber sie waren zu teuer. Der ZVEI führte die hohen Preise vor allem darauf zurück, dass bei Hybridfahrzeugen mit Spannungen oberhalb der 60-Volt-Grenze (60 V gelten als zulässige Berührspannung) gearbeitet wurde und damit der Aufwand im Bereich der Sicherheit sehr hoch war. 

ZVEI-Orginalton: »Die neue 48-Volt-Spannungsebene eröffnet die Möglichkeit, Hybridisierung günstiger zu realisieren.« Also wurde neben den beiden Spannungsebenen 12/24 V und Hochvolt (>60 V) eine dritte Ebene mit 48 V definiert, die »hauptsächlich dazu dienen soll, den CO2-Ausstoß durch Rekuperation und Start-Stopp-Funktion zu reduzieren sowie elektrische Aggregate mit hoher Leistung (wie z.B. Klimakompressoren, elektrische Heizer, Pumpen, Lenkungsantriebe) zu betreiben. Darüber hinaus steigert der Einsatz der 48-Volt-Technik die Leistung und Fahrdynamik des Antriebs (Boosten). Das 48-Volt-Bordnetz bietet auch eine Grundlage für Hybridsysteme. Mit seiner höheren Kilowattleistung lassen sich Funktionen wie elektrisches Anfahren, Boosten, Stopp-Start-Fahren im Stau, Parken und effiziente Energierückgewinnung realisieren. Viele Systeme lassen sich ohne diese höhere Spannung nicht richtig elektrifizieren, zum Beispiel Klimaanlagen, aktive Fahrwerksregelungen, Hochleistungsheizungen oder ein elektrischer Turbolader. Dies wird nicht nur die Effizienz der Fahrzeuge erhöhen, sondern auch ihren Komfort und ihre Sicherheit. Die Serienproduktion des ersten 48-V-Teilbordnetzes wird voraussichtlich 2015 beginnen, zunächst in Fahrzeugen der Oberklasse.«

Im August 2021 hieß es seitens des BMWi (Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie), dass erstmals eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen rollen, über 50 davon sind rein batteriebetrieben. Im März 2021 gab das ZSW (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg) bekannt, dass der weltweite Bestand an Elektrofahrzeugen weltweit auf 10,9 Mio. Stück anstieg und dass Deutschland bei Neuzulassungen auf Platz 2 vorrückt. Darüber hinaus erklärte der ZSW, dass die Zahl der Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen weltweit 2020 deutlich zugenommen hat: Sie stieg um 38 Prozent auf ein neues Rekordhoch von 3,18 Millionen – die Entwicklung lief damit deutlich gegen den Trend des Gesamtmarktes, der insbesondere durch die Corona-Pandemie von einem spürbaren Rückgang geprägt war. Während die Zulassungszahlen für E-Autos in Europa um 134 Prozent auf 1,37 Millionen deutlich stiegen, trugen die großen Märkte China und USA hingegen kaum zum Wachstum bei: Es gab auf dem chinesischen Markt nur 1,25 Millionen Neuzulassungen (drei Prozent Wachstum). Damit hat Europa China überholt. In den USA war die Zahl mit 322.400 Neuzulassungen, ein Minus von 2 Prozent, sogar zum zweiten Mal in Folge rückläufig.

Wenn batteriebetriebene E-Fahrzeuge sogar in Deutschland beim Verbraucher an Attraktivität gewonnen haben, was heißt das für die 48-V-Technik? Steht sie damit vor dem Aus? Das Bild ist diffus, die Halbleiterhersteller haben eine sehr unterschiedliche Einschätzung.

 

Bröckelmann Uwe
© Analog Devices

Uwe Bröckelmann, Senior Director Technology, E-Mobility bei Analog Devices:
Grundsätzlich ist das Thema 48 V unabhängig von der Antriebstechnik eines Fahrzeuges. Neben der besseren Energierückgewinnung beim Bremsen in Verbrennungsfahrzeugen dient das 48-V-Bordnetz auch zur Versorgung von Hochstromverbrauchern wie z.B. aktiven Federungssystemen. Es gibt und wird also auch 48-V-Systeme in batterieelektrischen Fahrzeugen geben. Ob diese dann über eine getrennte 48-V-Batterie oder über einen DC/DC versorgt werden, ist eine Frage der jeweiligen Fahrzeugarchitektur und des Sicherheitskonzepts. Darüber hinaus wird 48 V zur Elektrifizierung von Zweirädern und Kleinstfahrzeugen eine immer größere Rolle spielen. 48 V hat also eine Zukunft.


  1. Bedroht der BEV-Boom die 48 V?
  2. Vorteile der 48-V-Technologie
  3. ..."die Lebensdauer von Hybridtechnologien wird sich verkürzen"

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