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Hydraulischer Voll-Hybridantrieb hilft Sprit sparen

13.03.2013 | 14:20 Uhr |

Bosch und PSA haben einen neuen Voll-Hybridantrieb vorgestellt. Im Unterschied zu den bekannten Elektrohybriden benutzt das Bosch-PSA-Aggregat aber Hydraulik zur Unterstützung des Verbrennungsmotors.

Bei Hybrid denkt jeder Auto-Interessierte zunächst einmal an Toyota und danach mit großem Abstand vielleicht noch an Honda. Dabei handelt es sich um Hybridfahrzeuge, die einen Elektromotor mit einem Ottomotor kombinieren. Eine Kombination aus Elektromotor und Dieselmotor ist seltener – sie ist bei Citroën und Volvo zwar erhältlich, allerdings im Unterschied zu Toyota Prius, Prius+ und Yaris Hybrid so gut wie gar nicht auf unseren Straßen anzutreffen ( VW plant mit dem XL1 übrigens eine Kleinserie mit einem Elektro-Dieselhybrid ). Doch wenn künftig von einem Voll-Hybrid die Rede ist, dann muss das nicht unbedingt nur die Kombination aus Elektromotor- und Verbrennungsmotor bedeuten. Denn der Autozulieferer Bosch hat einen “hydraulischen Full-Hybridantrieb“ vorgestellt.
 
Die Technologie des hydraulischen Full-Hybridantrieb, die Bosch in Zusammenarbeit mit PSA Peugeot Citroën entwickelt hat, soll genauso wie der Elektro-Hybridantrieb den Spritverbrauch und den CO 2 -Ausstoß von PKWs deutlich reduzieren. Wobei Bosch zunächst einmal an die Verwendung in Kompaktwagen denkt, sprich: Der hydraulische Hybridantrieb soll vor allem Fahrzeuge der „Golfklasse“ und benachbarte Größen antreiben. Wobei Bosch aber auch den Einsatz in städtischen Lieferfahrzeugen als Beispiel nennt.

Einsatz im Großstadt-Dschungel

Womit wir beim typischen Einsatzgebiet des hydraulischen Full-Hybridantriebes sind – dem Stadtverkehr. Ähnlich wie der Elektro-Hybrid ist auch sein hydraulischer Kollege nicht für die Autobahn und auch weniger für die Landstraße gemacht – bei hohen Fahrgeschwindigkeiten kann der Hybridantrieb generell nur geringe Sparvorteile erzielen. Stattdessen sollen sich Fahrer mit Hybrid-Autos ins dichte Verkehrsgetümmel der (Groß)-Stadt stürzen. Das gilt für Elektrohybriden genauso wie für den jetzt vorgestellten hydraulischen Hybriden.

Wobei Letzterer laut Bosch einen wesentlichen Vorteil gegenüber seinen Elektro-Verwandten haben soll: Er lädt sich nämlich schneller auf. Konkrete Vergleichszahlen konnte Bosch auf unsere Nachfrage zwar nicht nennen. Aber schon bei Beginn des Verzögerungsvorgangs kann man laut Bosch die Hydraulik-Pumpe zu 100 Prozent ihrer Kapazität zur Rekuperation nutzen. Bei einem elektrischen Hybriden muss dagegen erst die E-Maschine von Antriebs- auf Generatorfunktion umgeschaltet und hochgeregelt werden. Gerade im dynamischen Kurzstreckenverkehr in der Stadt spielt der Hydraulik Hybrid so seine Stärken aus, wie Florian Flaig von der Unternehmenskommunikation der Robert Bosch GmbH betont. Allerdings besitzen die Lithium-Ionen-Akku eines Elektrofahrzeuges gegenüber dem Druckspeicher eine größere Kapazität und Reichweite.

Boost-Effekt

Der Aufbau des Hydraulik-Hybrids ermöglicht darüber hinaus den bekannten Boost-Effekt, den auch Toyota-Prius-Fahrer kennen: Nur dass diese kurzzeitige Zusatzbeschleunigung in diesem Fall durch die Zusammenarbeit eines klassischen Verbrennungsmotors mit den Hydraulik-Elementen und einem dazugehörigen Druckspeicher mit Stickstoff anstelle eines Elektromotors entsteht. Das Hybridsystem kann Benzin- oder Dieselaggregate dort unterstützen, wo diese nicht optimal effizient arbeiten.
 
Kurze Strecken soll man rein hydraulisch mit der gespeicherten Energie zurücklegen – das kennt man auch von Elektro-Hybriden. In diesem Fall steht der Verbrennungsmotor still und das Fahrzeug fährt emissionsfrei. Bei längeren Strecken oder höherer Geschwindigkeit sorgt der Verbrennungsmotor für den Vortrieb. Beide Antriebe lassen sich auch kombinieren. Dann sorgen sowohl die gespeicherte Energie des Hydrauliksystems als auch der verbrannte Kraftstoff für das Vorankommen.
 
Im neuen europäischen Fahrzyklus können im Vergleich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor bis zu 30 Prozent Kraftstoff eingespart werden – zumindest theoretisch und unter optimalen Bedingungen. Wer nur in der Stadt fährt, spart sogar bis zu 45 Prozent, wie Bosch verspricht.

Rekuperation

Zusätzlich gewinnt das hybride System Energie, die normalerweise verloren gehen würde. So lädt 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. Dieses Energie-Rückgewinnungsprinzip heißt Rekuperation und wird bereits bei vielen modernen Autos beispielsweise in Verbindung mit einer Start-Stopp-Automatik genutzt.

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 ähnlich einer Sprungfeder zusammen gedrückt. Sobald sich der Speicher entlädt, funktioniert das System umgekehrt.
Vergrößern 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 ähnlich einer Sprungfeder zusammen gedrückt. Sobald sich der Speicher entlädt, funktioniert das System umgekehrt.
© Bosch

 
Technische Funktionsweise im Detail

Der Antriebsstrang eines Hydraulik-Hybrids verfügt neben einem klassischen Verbrennungsmotor über einen Druckspeicher und ein Reservoir. 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 ähnlich einer Sprungfeder zusammen gedrückt. Dann steht das System unter einem Druck von über 300 bar. Wie viel Energie in dem Druckspeicher eingelagert werden kann, hängt 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.

Undichte Stellen sollen in diesem Zusammenhang nicht vorkommen, wie man uns auf Nachfrage versicherte. Was die Crashsicherheit der Speicher mit dem Gas angeht: Sind sind im crashsicheren Bereichen der Karosserie angebracht, nämlich im Mitteltunnel und über der Hinterachse.
 
Im PKW-Bereich ist der Hydraulik-Hybrid eine Neuerung. Wann man tatsächlich ein derartiges Hybridfahrzeug bei Peugeot kaufen kann und zu welchem Preis, steht noch nicht fest.

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