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Hybrid für die Masse

Wer, wenn nicht er: Als einer der Bestseller von Volkswagen geht der Golf in der achten Generation mit einem neuen elektrifizierten Antriebsystem in Serie. Doch welche Vorteile bietet der 48V-mHEV-Antrieb?

Der Mobilitätssektor wandelt sich rasant. Während die Ansprüche der Kunden an Komfort und digitale Vernetzung steigen, fordert der Gesetzgeber für 2020 eine nachhaltige Senkung der CO2-Flottenemissionen auf 95 g/km. Die 48V-Technologie ist vor diesem Hintergrund eine attraktive Option. Bereits 2018 kündigte Volkswagen auf dem renommierten Wiener Motorensymposium an, das innovative Niederspannungskonzept einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Nun löst der Konzern sein Versprechen ein und bringt es noch in diesem Jahr in Serie – und zwar in der achten Generation des Golf, eines der meistverkauften Fahrzeuge der Welt. Zunächst setzt der 48V-Hybridantrieb mit den Golf TSI-Motoren der Familie EA211 evo mit 1,0 und 1,5 Liter Hubraum sowie Doppelkupplungsgetriebe (DSG) ein. Volkswagen wird die Elektrifizierung des Antriebs dann Schritt für Schritt auf die gesamte Flotte ausweiten. Doch was genau verbirgt sich hinter der Technologie, und wo liegen ihre größten Stärken?

Ein Hybrid mit zwei Motoren

Gegenüber aktuellen Plug-In Hybriden (PHEV) etwa in den Modellen Golf GTE und Passat GTE bietet der mit 48V-Technologie ausgestattete mHEV-Antrieb (mild Hybrid Electric Vehicle) zwar einen reduzierten Funktionsumfang, ist dafür aber deutlich kostengünstiger. Während beim Plug-in-Hybrid (PHEV) die Batterie mit einem Stecker über das Stromnetz geladen wird, verfügt der mHEV nicht über eine per Stecker aufladbare Batterie, sondern ist mit einem 48V-Riemen-Startergenerator ausgestattet. Als Elektromotor unterstützt dieser den Verbrennungsmotor, um die Antriebsleistung situativ zu erhöhen – zum Beispiel beim Beschleunigen. In Verzögerungsphasen wandelt der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs um und lädt damit die Batterie mit Energie auf, die ansonsten verloren ginge. Diese Kombination bietet Volkswagen die Chance, konventionelle Antriebsstränge ohne tiefgreifende Veränderungen zu elektrifizieren. Je nach Fahrweise kann mit dem mHEV-System im Kundenbetrieb eine Kraftstoffmenge im Bereich von 0,4 Litern auf 100 Kilometern eingespart werden.

So funktioniert die 48V-Technologie im Detail

In den mHEV-Fahrzeugen der Golf 8 Baureihe fungiert der Riemen-Startergenerator (RSG), ein Elektromotor mit 48V-Betriebsspannung, als leistungsfähiger Ersatz für die stromerzeugende Lichtmaschine. Beim Anfahren erhöht er zusätzlich per Boostfunktion unverzüglich das Antriebsdrehmoment und sorgt so für mehr Dynamik und Komfort. Der Startergenerator ist mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Seine Kraft wird durch den Riementrieb auf die Kurbelwelle übertragen. Neben der regulären 12V-Bordnetzbatterie verfügt der mHEV-Antrieb über eine unter dem Beifahrersitz montierte 48V-Lithium-Ionen-Batterie. Tritt der Fahrer auf die Bremse, wird die kinetische Energie in elektrischen Strom umgewandelt. So können bis zu 40 Prozent der Bremsenergie zurückgewonnen (rekuperiert) und in der Batterie gespeichert werden. Ein DC/DC-Wandler versorgt das konventionelle 12V-Netz mit Spannung.

Systemfunktionen

Der 48V-Mild-Hybrid bietet eine Reihe hilfreicher Systemfunktionen. Beim sogenannten FMA-Betrieb (Freilauf Motor Aus) schaltet sich der Motor ab, sobald der Fahrer den Fuß vom Gaspedal nimmt. Dann rollt das Auto ohne Kraftstoffverbrauch über die Fahrbahn. Kaum spürbar ist auch das Wiederanlassen des Motors. Das An- und Abschalten erfolgt ohne Zeitverzug und Komforteinbuße – und macht den Golf 8 erheblich effizienter. 

Damit der Fahrer dabei keine Einbußen beim Fahrkomfort spürt, verfügt das System zudem über eine Change-of-Mind-fähige Komfortstart-Funktion. Das heißt: Betätigt der Fahrer erneut das Gaspedal, startet der Verbrennungsmotor schwingungsarm und unverzüglich. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des RSG: Im Gegensatz zum Ritzelstarter erlebt der Fahrer beim Start mit dem RSG einen schnellen und komfortablen Übergang in die Antriebsphase. Der Ritzelstarter findet bei 48V-Mild-Hybrid-Fahrzeugen dagegen nur noch beim ersten Start Einsatz. Demgegenüber erlebt der Fahrer beim Start mit dem RSG einen komfortablen sowie schnellen und kraftvollen Übergang – beispielsweise aus dem Segeln in eine anschließende Antriebsphase.

Um den FMA-Betrieb möglichst häufig und dabei effizient einzusetzen, berücksichtigt eine vorausschauende Assistenzfunktion unter anderem Navigationsdaten wie Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Kurven, um Streckenpunkte mit der optimalen Geschwindigkeit zu erreichen und so die kinetische Energie des Fahrzeugs bestmöglich zu nutzen.

Innovative Technologie mit Perspektiven

Volkswagen rechnet für das Jahr 2030 mit einem Elektro-Anteil an seinen Neufahrzeugen von konzernweit rund 40 Prozent in Europa und China.

Der Anteil der Neufahrzeuge mit Verbrennungsmotoren wird also noch lange überwiegen. Die Effizienz der Verbrennungsmotoren stößt allerdings an ihre physikalischen Grenzen. Mit der 48V-Technologie eröffnen sich jedoch neue Wege. 

„Man kann es sich nicht leisten, den Verbrennungsmotor zu disqualifizieren“, sagte der Mobilitätsexperte Helmut List bei der Eröffnung des Symposiums im vergangenen Jahr. Er warnte davor, nur eine Technologie zu verfolgen, um die zukünftigen Anforderungen zu erfüllen. Verbrennungsmotor, batterieelektrischer Antrieb und Brennstoffzelle, so List, seien als synergetisch kombinierbare Bausteine zu betrachten.

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