BMW X5 xDrive 40e
BMW
Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs entwickelt sich dynamisch. Plug-in-Hybride werden die Akzeptanz des Elektromotors deutlich steigern. Sie bieten ein attraktives Konzept zur Kraftstoffeinsparung und Ressourcenschonung. CO2- und Schadstoffemissionen werden reduziert, Fahrspaß und Fahrkomfort gesteigert.
BMW schickte 2015 mit dem X5 xDrive 40e sein erstes Plug-in-Hybrid-Serienauto der Kernmarke ins Rennen - 2016 ergänzt um eine Plug-in-Hybrid-Variante des 3ers. Audi hat seitdem den Q7 e-Tron Quattro in der Angebotspalette. Bei Kia markiert der Optima Plug-in-Hybrid den Auftakt einer in diesem Jahr startenden Offensive. Und Mitsubishi bietet mit dem Outlander bereits die zweite Generation eines Plug-in-Hybriden an. Damit ist die Liste natürlich nicht vollständig, aber die genannten Beispiele neuer Produkte der letzten beziehungsweise kommenden Monate mögen genügen, um aufzuzeigen, dass der Trend zum Plug-in-Hybrid-Fahrzeug (PHEV) global ist. Allen genannten Fahrzeugen gemein ist, dass sie eine deutliche Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen durch eine Kopplung elektromotorischer Maßnahmen mit einer deutlichen Effizienzsteigerung des verbrennungskraftmotorischen Antriebs realisieren. Höhere rein elektrische Geschwindigkeiten von bis zu 120 km/h sowie rein elektrische Reichweiten zwischen 30 und 50 Kilometern im NEFZ sind weitere Gemeinsamkeiten der neuen Generation von PHEVs. Realistisch sind hiermit je nach Ladezustand, Strecken- und Fahrprofil rein elektrische Reichweiten von rund 20 bis 35 Kilometer möglich.
Hauptziel der Plug-in-Technik ist es, die elektrische Reichweite durch größere Batterien mit einer höheren Energiekapazität deutlich gegenüber anderen Hybridvarianten zu verlängern, wie aus dem Kapitel "Funktionsweise von Verbrennungsmotoren" (Seite 223) aus dem Buch Grundlagen Verbrennungsmotoren hervorgeht.
Plug-in-Hybride bilden die Brücke vom rein verbrennungsmotorischen Antrieb zum rein elektrischen Antrieb. Abhängig von der installierten elektrischen Energiekapazität kann der elektrische Fahrbetrieb dabei einen immer größeren Anteil des Gesamtbetriebs übernehmen. Plug-in-Hybride sind besonders attraktiv für den täglichen Kurzstreckenverkehr, der in Europa 70 bis 80 Prozent der täglich zurückgelegten Strecken ausmacht. Die begrenzte Speicherkapazität von Batterien und Superkondensatoren reicht zwar nach wie vor nur für vergleichsweise geringe Fahrstrecken, die Verbindung zweier unterschiedlicher Antriebssysteme bietet aber neue Möglichkeiten, um den Kunden eine größtmögliche Reichweite komfortabel und nachhaltig zur Verfügung zu stellen.
Alle Technologien konsequent weiter ausrollen
Die Elektromobilität wird einen wachsenden Anteil am gesamten Mobilitätsaufkommen haben, aber konventionelle Antriebe weisen noch signifikante Effizienzpotenziale auf. Dabei sind nicht nur Maßnahmen an der Verbrennungskraftmaschine relevant, sondern insbesondere auch im Triebstrang und Getriebe. Durch das konsequente Ausrollen der heute bereits verfügbaren Emissionsminderungstechnologien und eine stete Weiterentwicklung der konventionellen Antriebe besteht eine realistische Chance, Mobilität auch vor dem Hintergrund einer Well-to-Wheel-Betrachtung nachhaltig zu gestalten. "Bei der Hybridisierung benötigt man eine Vielzahl von Systemen", erklärt José Avila, Powertrain-Leiter von Continental, im Artikel "IAA Pkw 2015 - Vernetzung, Automatisierung und Elektrifizierung" (Seite 12) aus der ATZ 11-2015. "Da ist zum einen die 48-V-Technik, die wir als Einstiegssystem für sehr wichtig erachten. Das andere Ende der Skala ist der Plug-in-Hybrid als technisch sehr interessante, aber kostenintensive Lösung. Die aktuellen und zukünftigen CO2-Regularien treiben uns hier an. Um länger elektrisch fahren zu können ist der Plug-in-Hybrid eine elegante Lösung. Entscheidend ist, was für den Kunden erschwinglich ist. Das gilt für die Massensegmente ebenso, wie für den Premiumbereich." Ähnlich äußert sich auch Peter Gutzmer, stellvertretender Vorsitzender des Vorstands und Vorstand Technologie von Schaeffler in selbem Beitrag. Für ihn ist darüber hinaus klar, "dass 48 V das Bordnetz für Hybridfahrzeuge stellen wird, mit bis 25 kW Leistung".
Die Kosten und andere kundenrelevante Entwicklungskriterien stehen dabei im Vordergrund, denn die meisten Autofahrer interessieren sich eher wenig für geringe Emissionswerte. Hier kann man wichtige Lehren aus dem Hype um die Elektromobilität ziehen. Ein Fahrzeug mit reinem E-Antrieb ist aufgrund seiner hohen Kosten, geringen Reichweite und der fehlenden Infrastruktur für die meisten Kunden derzeit noch eher unattraktiv. "Außerdem ist die CO2-Bilanz bezüglich der "Well-to-Wheel"-Emissionen in vielen Regionen wegen ineffizient produziertem Strom aus fossilen Energieträgern nicht immer günstig", so Professor Dr.-Ing. Ferit Küçükay, Direktor des Instituts für Fahrzeugtechnik an der TU Braunschweig im Interview "Es gibt unendlich viele Möglichkeiten in der Antriebssynthese" aus der MTZ 10-2015 (Seite 25). Zusammen mit einer Verbrennungskraftmaschine kann sich der Elektroantrieb im Hybridantrieb jedoch effektiv einbringen. Insofern macht es Sinn, erst einmal die konventionellen Antriebe weiter zu optimieren und aufbauend auf und im Zusammenspiel mit ihnen die Elektrifizierung voranzutreiben. Parallel dazu muss die Elektromobilität weiter entwickelt werden, um den Kunden von den Vorteilen des elektrischen Fahrens - besserer Komfort, höhere Dynamik und geringere Komplexität - Zug um Zug zu überzeugen.