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19.03.2013 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Hydraulik-Hybrid: alternativer Antrieb mit pneumatischem Druckspeicher

Autor:
Katrin Pudenz
3 Min. Lesedauer

Ende Januar 2013 hatten Bosch und PSA Peugeot Citroën die gemeinsame Entwicklung eines hydraulischen Hybridantriebs für Pkw bekannt gegeben. Nun verraten der deutsche Automobilzulieferer und der französische Automobilhersteller Details zu dem neuen alternativen Antriebskonzept.

Die Technik, die Bosch in Zusammenarbeit mit PSA entwickelt, besitzt klare Leitlinien. So soll der hydraulische Hybridantrieb den Kraftstoffverbrauch wie auch den CO2-Ausstoß von Kompaktwagen deutlich reduzieren. Bis zu 45 Prozent Kraftstoffeinsparung im Stadtverkehr sollen möglich werden.

Technische Funktionsweise

Der Antriebsstrang eines Hydraulik-Hybrids verfügt neben einem klassischen Verbrennungsmotor über einen Druckspeicher und ein Reservoir, erklären die Experten bei Bosch. Die Hydraulikeinheiten komprimieren mittels Hydraulikflüssigkeit ein Gaspolster. Die Flüssigkeit und das Gas werden voneinander getrennt. Im Gaspolster kann Energie gespeichert werden, dabei wird das Gas zusammen gedrückt, ähnlich einer Sprungfeder. Dann steht das System unter einem Druck von über 300 bar. Wie viel Energie in dem Druckspeicher eingelagert werden kann, hänge von der Größe des Systems ab. Sobald sich der Speicher entlädt, funktioniert das System umgekehrt. Das Gas dehnt sich wieder aus und treibt über die Flüssigkeit einen hydraulischen Motor an, der die gespeicherte Energie über das Getriebe wieder an das Fahrzeug abgibt. Im Vergleich zu einem Lithium-Ionen-Akku eines Elektrofahrzeuges hat der Druckspeicher zwar eine geringere Kapazität und Reichweite. Allerdings lädt er sich deutlich schneller auf und kann die Zusatzenergie des Verbrennungsmotors effizienter nutzen.

Der Aufbau des Hydraulik-Hybrids ermöglicht einen Boost-Effekt, den sonst nur aufwändige elektrifizierte Antriebe bieten, berichten die Experten weiter. Diese kurzzeitige Zusatzbeschleunigung entstehe durch die Zusammenarbeit eines klassischen Verbrennungsmotors mit den Hydraulik-Elementen und einem dazugehörigen Druckspeicher mit Stickstoff. Das Hybridsystem sei in der Lage Benzin- oder Dieselaggregate dort zu unterstützen, wo diese nicht optimal effizient arbeiten.

Das Powersplit-Konzept ermöglicht verschiedene Antriebsarten: Kurze Strecken lassen sich rein hydraulisch mit der gespeicherten Energie zurücklegen. In diesem Fall arbeitet der Verbrennungsmotor nicht. Bei längeren Strecken oder höherer Geschwindigkeit sorgt der Verbrennungsmotor für den Vortrieb. Auch sich beide Antriebe kombinieren. Dann sorgen sowohl die gespeicherte Energie des Hydrauliksystems als auch der verbrannte Kraftstoff für das Vorankommen. Dadurch ergebe sich kurzfristig ein Boost-Effekt.

Technik mit Potenzial

Bosch und PSA sehen in der Technik großes Potenzial: Im neuen europäischen Fahrzyklus sollen im Vergleich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor bis zu 30 Prozent Kraftstoff eingespart werden können. Wer nur in der Stadt fahre, spare sogar bis zu 45 Prozent. Die Reichweite eines Kleinwagens könne sich durch den alternativen Antrieb deutlich erhöhen. Diese gesteigerte Effizienz beruhe auf einer gezielten Abstimmung der beiden Antriebskomponenten. Zusätzlich gewinne das hybride System Energie, die normalerweise verloren gehen würde. So lade sich der hydraulische Speicher beim Bremsen schnell auf. Die kinetische Energie, die sich beim Bremsvorgang abbaut, wird in hydraulische Energie umgewandelt und im Druckbehälter gespeichert. Normalerweise würde sie als Wärme in den Reibbelägen der Bremse verloren gehen. Die Vorteile des hybriden Antriebs sollen sich auch bei konstanter Fahrt offenbaren. Hier könne der Motor in einem effizienten Bereich betrieben und gleichzeitig der hydraulische Energiespeicher aufgeladen werden.

Das hydraulisch-mechanische System macht einen kostengünstigen, robusten und servicefreundlichen Hybridantrieb möglich. Dieser erfordert keine spezielle Infrastruktur und ist weltweit einsetzbar. Das System soll ebenso für weitere Pkw-Segmente sowie städtische Lieferfahrzeuge geeignet sein.

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