48-V-Technik von Continental E-Maschine entwickelt bis zu 30 kW

48-V-High-Power-Technik: Ein Vollhybrid ohne aufwändiges Hochvolt-System.
48-V-High-Power-Technik: Ein Vollhybrid ohne aufwändiges Hochvolt-System.

Im Vorfeld der IAA 2019 präsentiert die Division Powertrain von Continental eine neue 48-V-Antriebslösung: den 48-Volt High-Power-Antrieb mit 30 kW.

Bisher sind 48-V-Systeme als Mild- oder P0-Hybride bekannt. Ein Voll-Hybrid-Fahrzeug mit 48-V-Technik – bislang galt das als nicht realisierbar. Kann ein Hybrid-Fahrzeug auch rein elektrisch fahren, arbeitet der elektrische Teil des Antriebs üblicherweise mit Hochvolttechnik, also Spannungen von bis zu 800 Volt. Continental gelang es, ein 48-V-Hybridsystem zu entwickeln, das vergleichbare Merkmale wie ein Hochvolt-Elektroantrieb aufweist: die 48-V-High-Power-Technologie. »Dank der breiten Systemkompetenz beherrscht Continental alle Varianten des Elektroantriebs, von 48-Volt-Systemen über Hybrid-Technologien bis hin zu Hochvolt-Komponenten. Wir bieten Know-how und Hightech aus einer Hand«, erläutert Andreas Wolf, CEO des Antriebsgeschäftes. Das System aus E-Maschine mit integrierter Leistungselektronik sowie einer Batterie senkt den Spritverbrauch und somit auch den CO2-Ausstoß im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor um rund 20 Prozent. Zugleich ist die neue Technik auf 48-V-Basis deutlich kostengünstiger als die bislang verwendeten Hochvoltsysteme.

Besonderheit: Der Zulieferer hat die Position des 48-V-Systems im Antriebsstrang verändert. Die E-Maschine wurde nicht mehr vor dem Verbrenner an der Kurbelwelle angeordnet, sondern dahinter – zwischen Verbrenner und Getriebe (P2-Hybrid). Der Effekt: Die Kraftstoffersparnis ließ sich steigern und in bestimmten Situationen, etwa beim Fahren durch eine Tempo-30-Zone, konnte allein die E-Maschine das Fahrzeug bewegen.

Wassergekühlte E-Maschine

Mit der neuen Technik ermöglicht dieses Hybridsystem nun die gleiche Funktion wie bisherige Voll-Hybrid-Fahrzeuge. Die Schlüsselkomponente dabei ist eine neue, wassergekühlte Elektromaschine, deren Spitzenleistung im Vergleich zur bislang eingesetzten auf 30 kW verdoppelt werden konnte. Damit wird das rein elektrische Fahren bis zu einem Geschwindigkeitsbereich von 80 bis 90 km/h möglich.

Die Leistungszunahme um hundert Prozent realisierte der Zulieferer unter Beibehaltung des Durchmessers der Maschine. Insgesamt ist der Bauraum, den die 48-V-High-Power-Technik beansprucht, nur geringfügig größer als der des bisherigen Systems. Auch das Gewicht veränderte sich nur minimal.

Die E-Maschine ist allerdings nicht die einzige neue Komponente. Auch die integrierte Leistungselektronik arbeitet mit einer neuen Technik, die es nun erlaubt, deutlich höhere Ströme zu verarbeiten. All das in Kombination führte zu einem elektrischen Wirkungsgrad, der den des bisherigen Systems um nahezu 10 Prozent übertrifft. Und beim Rekuperieren ist die Technik deutlich wirkungsvoller als bislang, weil die auftretenden Verluste im Elektroantrieb halbiert werden konnten.

Auch Plug-In-Hybrid möglich

Mit Blick auf seit 1. September 2018 gültigen Zulassungsvorschriften nach dem WLTP-Zyklus, könnte man einen weiteren Entwicklungsschritt der 48-V-High-Power-Technik realisieren: Wird nämlich das System durch On-board-Ladetechnik und eine größere Batterie ergänzt, wird sogar ein Plug-In-Hybrid-Antrieb mit 48-V-Technologie möglich. Denn um in den Genuss der Förderung für Plug-in-Fahrzeuge zu kommen, ist nicht mehr die Fähigkeit des rein elektrischen Fahrens das zentrale Kriterium, sondern allgemein die Umwandlung der elektrisch gespeicherten Energie in Traktion. Entscheidend für verschiedene Fördermaßnahmen ist, ob der CO2-Ausstoß unter
50 g/km gesenkt werden kann.