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22.04.2020 | Antriebsstrang | Kompakt erklärt | Onlineartikel

Was bringt eine 48-V-Hybridisierung?

Autor:
Christiane Köllner
3 Min. Lesedauer

Die 48-V-Hybridisierung ist ein Weg, um die Elektrifizierung des Antriebs schnellstmöglich einzuführen. Chancen und Vorteile der 48-V-Hybridisierung haben wir kompakt erklärt. 

48-Volt-Hybridsysteme sind eine Option, "konventionelle Antriebsstränge ohne grundsätzliche Anpassungen der Gesamtarchitektur als Parallelhybrid mit Spitzenleistungen von bis zu 20 bis 25 Kilowatt zu elektrifizieren", so die Springer-Autoren Eckenfels, Pfund und Homm im Kapitel Mild-Hybrid (48-Volt-Hybrid). Dadurch reihe sich die 48-Volt-Hybridisierung zwischen dem Mikro- und Vollhybriden ein. 

Die 48-V-Hybridisierung bietet die Möglichkeit, die Elektrifizierung des Antriebs in kurzer Zeit und in hohen Stückzahlen auf den Markt einzuführen und so die ab 2020 geltenden CO2-Ziele zu erreichen. 48-V-Systeme versprechen damit vor allem eine kostengünstige Hybridisierung und die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs. "Wenn der Beitrag im Langstreckenbetrieb auch überschaubar ist, so sind die Vorteile in den zur CO2-Bemessung relevanten Fahrzyklen sehr attraktiv", sagt Heinrich Dismon, Chief Technical Officer von Rheinmetall Automotive, im Interview "Die Inhouse-Kompetenz ist für uns von großer Bedeutung" aus dem ATZextra Hybridantrieb und 48-V-Bordnetz

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Automobilhersteller setzen durch die strengeren CO2-Grenzwerte zunehmend auf die Elektrifizierung der Fahrzeugflotten. Die 48-V-Technologie ist dabei ein wesentlicher Bestandteil der Elektrifizierungsstrategien. Das Institut für Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig (IfF) zeigt, wie der Antriebsstrang in einem 48-V-Hybridantrieb im Zyklus- und Kundenbetrieb optimal gestaltet werden kann.

Laut Gerald Eifler, Geschäftsführer von Elring Klinger Motortechnik, sind der Hauptvorteil einer 48-V-Hybridisierung die Kosten. "Mit einer 48-V-Hybridisierung benötigt man keine aufwendige Hochvolt-Sicherheitsarchitektur im Fahrzeug. Zudem lässt sich die Hybridisierung konstruktiv relativ schnell umsetzen, ohne dass die Antriebs- oder gar die Fahrzeugarchitektur massiv geändert werden müsste. Auch kann man das 48-V-Hybridkonzept sehr schön mit den Vorteilen kombinieren, die sich aus einem 48-V-Bordnetz und den entsprechenden elektrifizierten Komponenten und Systemen rund um den Motor ergeben", erklärt Eifler im Interview "Ich sehe die 48-V-Hybridisierung als Brückentechnologie" aus dem ATZextra 48-V-Bordnetz.

Effizienz und Dynamik vereint

Das Hybridsystem bietet sowohl bei Otto- als auch Dieselmotoren gleichermaßen CO2-Vorteile. Das Potenzial zur Reduzierung der CO2-Emissionen gibt Eifler mit sechs Prozent für die reine 48-V-Hybridisierung an, maximal 10 bis 12 Prozent, wenn alle Register auch bei den 48-V-Subsystemen gezogen werden und auch der Verbrennungsmotor in das System mit einbezogen wird. Weitere Vorteile des Systems: Die 48-Volt-Hybridisierung ebnet den Weg, um den steigenden elektrischen Leistungsbedarf zu decken – zum Beispiel für erweiterte Komfort- und Fahrdynamikfunktionen oder autonomes Fahren. Auch lassen sich Effizienz und Performance des Verbrennungsmotors durch die Wechselwirkungen mit der 48-Volt-Hybridisierung weiter steigern.

Nach Aussage von Eifler werden 48-V-Hybridisierungen in erster Linie mit P0- oder P1-Anordnung konzipiert. "Daraus resultiert der Nachteil, dass der Verbrennungsmotor immer mitgeschleppt wird, auch wenn nur der Elektromotor betrieben wird. Das ist eigentlich der größte Unterschied zwischen einer 48-V- und einer Hochvolthybridisierung", so der Antriebsexperte. Mit dem 48-V-P0- oder -P1-Hybrid könne man einige wenige Meter elektrisch fahren, aber keine längeren Strecken. Denkbar sei beim 48-V-Hybrid noch eine P2-Anordnung am Getriebe mit Trennkupplung. Aufwand und Kosten seien dann aber so hoch, dass der Schritt zum Hochvolthybrid relativ klein erscheine, so Eifler. Beispielsweise will Schaeffler mit dem Konzeptfahrzeug "High Performance 48 V" die Lücke zwischen einer einfachen 48-V-P0- und einer Hochvolt-Hybridisierung schließen.

48-V-Hybridisierung ist Brückentechnologie

In Summe dient das 48-V-Konzept als Einstiegshybrid für Volumensegmente und bildet somit die Brücke zwischen konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und batterieelektrischen Hochvoltfahrzeugen. "Kurz gesagt, sobald leistungsstärkere Elektrifizierungssysteme den Verbrennungsmotor im Powertrain-Konzept von Fahrzeugen unterstützen, sind die 48-V-Mildhybridisierungen weniger attraktiv und sinnvoll", sagt Heinrich Dismon.

Auch Gerald Eifler stuft die 48-V-Hybridisierung als Brückentechnologie ein: "Ich sehe die 48-V-Hybridisierung als Brückentechnologie bis 2030, denn für die künftigen Anforderungen von circa 60 g CO2/km in der Flotte wird ihr Potenzial nicht mehr ausreichend sein, das geht nur mit einer Hochvolthybridisierung in Verbindung mit Plug-in-Funktion und einer größeren Batterie", prognostiziert er. Entsprechend ist für ihn das Einsatzzeitfenster des 48-V-Hybridsystems zeitlich eng begrenzt. Im Jahr 2030 könnte nach Einschätzung von Continental etwa jedes vierte neu produzierte Fahrzeug mit einem 48-V-System ausgestattet sein.

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