Die Aufladung ist integraler Bestandteil jedes modernen Downsizing-Konzepts bei Otto- und Dieselmotoren. Auch aufgrund der Arbeiten am 48-V-Bordnetz bekommt dabei die Idee der elektrischen Unterstützung wieder Rückenwind. Im Beitrag werden die Vorteile untersucht, die ein 48- gegenüber dem etablierten 12-V-Bordnetz für die elektrische Zusatzaufladung bietet. Eine wesentliche Rahmenbedingung für den Einsatz der elektrischen Aufladung stellt die zur Verfügung stehende Energie dar. Bei sinnvollen Stromstärken ist diese durch die Bordnetzspannung limitiert. Mittels einer Erhöhung der Bordnetzspannung ergeben sich so auch für den elektrisch angetriebenen Verdichter erweiterte Dimensionierungs- und Einsatzmöglichkeiten. Die elektrische Zusatzaufladung ist für den Motorbetrieb unter mehreren Aspekten interessant. Für Dieselmotoren liegt ihr wesentliches Potenzial darin, Schadstoffemissionen in transienten Betriebszuständen reduzieren zu können und dadurch implizit auch das Ansprechverhalten des Motors zu verbessern. Die elektrische Zusatzaufladung ist für den Motorbetrieb unter mehreren Aspekten interessant. Für Dieselmotoren liegt ihr wesentliches Potenzial darin, Schadstoffemissionen in transienten Betriebszuständen reduzieren zu können und dadurch implizit auch das Ansprechverhalten des Motors zu verbessern. Dieser Aspekt gewinnt vor dem Hintergrund der Ablösung des NEFZ durch den WLTP-Fahrzeugtestzyklus an Relevanz. Im Beitrag werden die Themen 'elektrische Zusatzaufladung und Transientverhalten' sowie 'elektrische Zusatzaufladung im Stationärbetrieb' und 'Potenzial in Fahrzyklen' diskutiert. Im Fokus standen hier das Ansprechverhalten, sowohl beim Lastsprung als auch bei der Fahrzeugbeschleunigung, und Möglichkeiten im Stationär betrieb sowie abschließend unter Fahrzyklusbedingungen. Für den Lastsprung bei niedriger Motordrehzahl verkürzt die elektrische Zusatzaufladung die Zeit zwischen Saugvolllast und dem Aufbau von 90 % des stationären Drehmoments von 1.8 auf 0.4 s (12 V) beziehungsweise 0.2 s (48 V). Bei der Fahrzeugbeschleunigung im höchsten Gang wird dadurch nach 10 s ein Vorsprung von 12.3 beziehungsweise 14.7 m Wegstrecke gegenüber der Basis ohne elektrische Zusatzaufladung erreicht. Im Fahrzyklus kann nahezu unabhängig vom Spannungsniveau ein Verbrauchsvorteil von etwa 1 % erzielt werden. Die wesentlichen Vorteile bei der Einführung eines 48-V-Systems liegen in der um etwa den Faktor 2 höheren Ausbeute bei der Bremsenergierückgewinnung und steigenden Hybridisierungsmöglichkeiten. Für die elektrische Zusatzaufladung eröffnet die Erhöhung der Bordnetzspannung letztlich aber die Möglichkeit, auch für Motoren mit größerem Hubraum eingesetzt zu werden. Es zeigt sich aber auch, dass die Frage der Anwendung einer elektrischen Zusatzaufladung nicht allein auf Motorebene entschieden werden kann, sondern eben falls Aspekte wie das Fahrzeugkonzept oder das Verhalten des Fahrers berücksichtigt werden müssen.
Elektrische Aufladung - Neue Freiheitsgrade durch höhere Bordnetzspannung
Motortechnische Zeitschrift ; 75 , 7/8 ; 12-19
2014
8 Seiten, 9 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Beschleunigung , elektrische Aufladung , Elektroauto , Emissionsminderung , Energieverbrauch , Fahrzeugbeschleunigung , Fahrzeugelektrik , Fahrzyklus , Hybridantrieb , Kraftfahrzeugbordnetz , Rekuperationsbremsung , stationärer Zustand , transientes Verhalten , Turbolader , Verdichter zur Motorenaufladung
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