Wenn der neue Audi A8 an eine rote Ampel heranrollt, schaltet er den Motor bereits bei einer Geschwindigkeit von 22 km/h ab, deutlich früher als das klassische Start-Stopp-System machen. Auch beim gleichmäßigen Dahingleiten mit Geschwindigkeiten zwischen 55 und 160 km/h schaltet sich der Verbrennungsmotor regelmäßig ab – und blitzschnell wieder zu, sobald der Fahrer beschleunigen will. Bremst er hingegen, wandelt der A8 im Alltagsbetrieb einen Großteil der Bremsenergie, die normalerweise als Wärme in die Umwelt entweicht, in nutzbaren elektrischen Strom um. Möglich ist dies durch einen kompakten Riemen-Starter-Generator mit integrierter Leistungselektronik, der von Continental zugeliefert wird.
Das System kommt anstelle eines konventionellen Ritzel-Starters zum Einsatz und ist über einen Riemen mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Zusammen mit der Lithium-Ionen-Batterie bildet er das Herzstück des elektrifizierten Antriebsstrangs, den jeder neue Audi A8 serienmäßig an Bord hat. Continental-Vorstandsvorsitzende Elmar Degenhart kündigt den Produktionsstart auf der NAIAS in Detroit an.
„In der 48-Volt-Elektrifizierung sehen wir eine entscheidende Technologie, die in Bezug auf den Komfortgewinn und die Verbrauchsreduzierung für alle Fahrzeugklassen in allen Märkten interessant ist“, sagt José Avila, Leiter der Division Powertrain. „Mit einem nachgewiesenen Einsparpotenzial bis in den zweistelligen Prozentbereich hilft es den Flottenverbrauch ohne großen Kostenaufwand zu senken“.
Dauerleistung durch Wasserkühlung
Mit einer Starterleistung von acht Kilowatt und einem maximalen Drehmoment von kurzzeitig bis zu 60 Newtonmeter liefert der von Continental entwickelte Asynchronmotor Bestwerte. Die Dauerleistung im Generatorbetrieb beträgt bis zu fünf Kilowatt, kurzzeitig sind bis zu 15 Kilowatt zu erzielen. Möglich wird das, weil der Riemen-Starter-Generator und insbesondere die Leistungselektronik durch eine Wasserkühlung vor dem Überhitzen geschützt sind. Als Kühlmittel kommt der normale Wasserkreislauf des Verbrennungsmotors zum Einsatz – ein separater Niedertemperatur-Kreislauf wird also nicht zwingend benötigt.
Verbrauchseinsparung – und weitere Vorteile
Die Kombination von emissionsfreiem Segeln, frühzeitiger Aktivierung der Start-Stopp-Funktion und einer verbesserten Bremsenergie-Rückgewinnung führt bereits zu einer Verbrauchseinsparung von bis zu 0,7 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer im realen Fahrbetrieb. Zudem ermöglicht das 48-Volt-Hauptbordnetz, kurzfristig, bei gleicher Stromstärke, viermal höhere elektrische Leistungen bereitzustellen. Dadurch sind adaptive Fahrwerksysteme wie das vorausschauende Aktivfahrwerk des neuen Audi A8 möglich.
Kooperation auf Hard- und Softwareseite
Den Riemen-Starter-Generator mit integrierter Leistungselektronik produziert Continental seit 2017 auf den hochautomatisierten Fertigungsanlagen am Standort Nürnberg. Er basiert auf einem modularen Baukastensystem, das an die Bedürfnisse unterschiedlicher Automobilhersteller angepasst werden kann. So konnten die hohen Leistungsanforderungen von Audi durch eine Verlängerung des nicht gewickelten, sondern aus miteinander verschweißten Kupferstäben bestehenden Stators erfüllt werden. Die Zusammenarbeit mit Audi beschränkte sich jedoch nicht nur auf die Hardware. „Gemeinsam haben wir die Software-Funktionen des Antriebs weiterentwickelt“, erläutert Avila. „Die intelligente Steuerung trägt wesentlich zur hohen Leistungsfähigkeit bei.“ Die will Audi nach dem Serienstart des neuen Audi A8 auch für weitere Modellreihen nutzen.
