Konventionelle Kraftfahrzeug-Lichtmaschinen geraten zunehmend an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Für das zukünftige 42-V-Bordnetz sind daher neuartige Starter-Generatoren vorgesehen, die aus zwei Komponenten bestehen: der elektrischen Maschine und der ECU (electronic control unit - leistungselektronisches Steuergerät). Es wird ein Überblick über denkbare Konzepte des Starter-Generators gegeben. Aus Kostengründen strebt man einen möglichst einfachen mechanischen Aufbau an. Weil der Starter-Generator primär die Funktion des Anlassers und der Lichtmaschine übernehmen soll, bietet sich eine Anordnung der elektrischen Maschine direkt auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an. In diesem Fall spricht man von einem in den Antriebsstrang integrierten Starter-Generator (ISG). In dem vorliegenden Artikel werden verschiedene Starter-Generatoren-Konzepte verglichen und die Leistungsfähigkeit eines von der Firma Siemens VDO entwickelten Systems mit Asynchronmaschine aufgezeigt. Auch hier würde die herkömmliche 12-V-Bordnetzspannung selbst bei Verwendung ausreichender Kabelquerschnitte die erreichbare Leistung beschränken. Der Übergang auf die höhere Bordnetzspannung von 42 V ermöglicht eine erhebliche Steigerung der Leistung eines ISG. Der Direktstart des Fahrzeugmotors ist möglich sowohl bei Verwendung eines Handschaltgetriebes mit Kupplung als auch bei Einsatz eines Automatikgetriebes mit Drehmomentwandler. Grundsätzlich lässt sich ein 42-V-ISG als Doppelkupplungssystem ausführen. In den meisten Fällen ist der Aufwand für eine zweite Kupplung zu hoch, so dass die direktstartende Einkupplungslösung vom Automobilhersteller bevorzugt wird. In diesen Fällen lassen sich die elektrische Maschine und das Gesamtsystem fast immer so auslegen, dass einerseits der Kaltstart unter Berücksichtigung der seitens der Batterie zur Verfügung stehenden Leistung ermöglicht wird und andererseits eine hinreichend hohe Generatorleistung zur Verfügung steht. Neuartige ISG-Systeme bieten für zukünftige Fahrzeuggenerationen erhebliche Verbesserungspotenziale. Einerseits ermöglichen sie die Deckung des wachsenden Bedarfs an elektrischer Energie im Kraftfahrzeug, damit einher geht eine Steigerung des Fahrkomforts. Andererseits werden durch den Einsatz von ISG-Systemen Kraftstoffeinsparungen in Höhe von 15 % bis 20 % ermöglicht, damit verbunden sind Emissionsreduzierungen in gleicher Höhe.
Integrierter Starter-Generator für das 42-V-Bordnetz
Integrated starter-generator for the 42V electrical system
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 104 , 7/8 ; 664-674
2002
8 Seiten, 5 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Anlasser (Starter) , Kraftfahrzeugelektrik , Kraftfahrzeug , Fahrzeugantrieb , Produktentwicklung , technische Entwicklung , Systemspezifikation , Asynchronmaschine , Drehmomenterzeuger , Kraftstoffeinsparung , Energiebedarf , Abgasemission , Anwendung im Motorenbau , Anwendung im Fahrzeugbau , Lichtmaschine , Netzspannung , elektronische Steuerung , Startergenerator
Integrierter Starter-Generator für das 42V-Bordnetz
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