Nachrüst-Hybrid Ricardo ADEPT
(Bild: Ricardo)
Der britische Ingenieursdienstleister Ricardo stellt eine kostengünstige Mild-Hybridisierung für ein kompaktes Diesel-Fahrzeug vor. Die preisgünstige Nachrüstlösung richtet sich an die OEMs und soll den Wagen um bis zu 12 Prozent sparsamer werden lassen
Shoreham (GB), 13. September 2016 – Der ebenso rührige wie prominente Ingenieursdienstleister Ricardo (Erfinder des Wirbelkammer-Diesels 1931 [1]) stellt eine kostengünstige Mild-Hybridisierung für ein kompaktes Diesel-Fahrzeug vor. Sein Versuchsfahrzeug basiert auf einem Ford Focus ECOnetic 1.5 TDCi, homologiert mit einer Emission von 88 g/km CO2. Das Projekt mit dem Namen „Advanced Diesel Electric PowerTrain (ADEPT)“ bringt preisgünstige elektrische Komponenten mit einem handelsüblichen 1,5-Liter Dieselmotor zusammen, um im Verbrauch unter 80 g/km CO2 zu zielen. Man verspricht sich also eine Ersparnis um zehn bis 12 Prozent bei Euro 6b-Kompatibilität. Zielgruppe der Entwicklung sind die OEMs. Der Öffentlichkeit vorgestellt wird der seit drei Jahren fahrende Versuchsträger morgen auf dem Low Carbon Vehicle event (LCV2016) [2] im britischen Millbrook.
Artenvielfalt und Exotik
Mit neuen Verbrauchsvorschriften entstand ein Dschungel teilweise konkurrierender Konzepte zur Effizienzsteigerung. Allein auf dem Gebiet der Hybriden Antriebe sind Artenvielfalt und Exotik geradezu explodiert. Die Kombinationsmöglichkeiten aller neu entwickelten Aggregate dürften bereits heute gegen Unendlich gehen. Sie werden vor allem genutzt, um maßgeschneiderte Lösungen für bestimmte Einsatzzwecke oder Kundengruppen zu generieren. Dass das überhaupt in diesem Umfang möglich ist, verdanken wir übrigens elektronischen Steuerungen, die erst seit kurzer Zeit intelligent genug für die Verwaltung der dabei entstehenden, enorm vielfältigen Freiheitsgrade sind.
Nachrüst-Hybrid Ricardo ADEPT (0 Bilder) [3]
Viele Lösungen werden aussterben, weil zu teuer, zu aufwendig oder schlecht für die Gesamthaltungskosten in Kundenhand. So dürfte etwa der Hybrid Synergy Drive (HSD) von Toyota einen handfesten, prinzipiellen Vorteil gegenüber einem Hybridantrieb von Volkswagen haben, weil letzterer teurere Motorentechnik und obendrauf auch noch ein komplettes Doppelkupplungsgetriebe enthält. Damit dürfte Volkswagen zumindest auf Dauer seiner Marge, eventuell sogar der Kundenzufriedenheit schaden.
Weil man demzufolge den Herstellern höhere Gewinnspannen und konkurrenzfähige Preise teuer verkaufen kann, forscht Ricardo daran, wie weit man bei der Effizienzverbesserung eines Serienautos (in diesem Fall eines Ford Focus ECOnetic 1.5 TDCi, der mit 88 g/km homologiert ist) mit geringstmöglichem Aufwand kurz- bis mittelfristig kommen kann. Für die „intelligent electrification“ in ADEPT schätzt Ricardo die zusätzlichen Produktionskosten auf 60 Euro pro eingespartem Gramm CO2, was in der Branche als gut gilt: Die OEMs sind bereit, auch mal bis zu 90 Euro dafür auszugeben.
Einer der größten Kostentreiber bei jeder Elektrifizierung bleibt der Stromspeicher. Ricardo belässt die originale, handelsübliche Blei-Säure-Batterie mit 12 Volt im Auto, bindet sie aber mit einem DC/DC-Konverter ein und ergänzt sie um eine Blei-Carbon-Batterie der Firma Advanced Lead Acid Battery Consortium (ALABC) mit 48 Volt. Die relativ neue Technologie bietet eine hohe Energiedichte, verkraftet hohe Ströme bei Energieentnahme oder –speicherung (genaue Daten nennt Ricardo nicht) und verspricht eine lange Lebenserwartung auch ohne Temperaturregelung. Damit kommt sie einem Hochleistungskondensator (sog. „Superkapacitor“) nah. Um die elektrischen Verluste nicht zu groß werden zu lassen, arbeiten alle elektrischen Hilfsaggregate mit 48 Volt. Der Klimakompressor bekommt für eine effiziente Bedarfsregelung ebenso einen Elektroantrieb anstelle des Riemens wie auch die Kühlmittelpumpe.
Wie üblich beim Mildhybrid bekommt der Ford einen Startergenerator anstelle von Lichtmaschine und Anlasser. Der Reluktanzmotor von Controlled Power Technologies ist mit der Kurbelwelle über einen Zahnriemen verbunden und hilft nicht nur bei Start und Strom(rück)gewinnung im Bereich von bis zu 12 kW, sondern dient mit rund sieben kW auch als Booster beim Anfahren aus dem sogenannten Low-End-Torque-Bereich.
TIGERS unter der Haube
Ein weiteres Kernstück heißt „TIGERS (turbine integrated exhaust gas energy recovery)“, die Controlled Power Technologies (CPT) zuliefert. Das ist ein elf Kilogramm wiegendes Aggregat aus einer Abgasturbine wie im Turbolader, aber einem Generator statt eines Verdichters. Es kann damit einen Teil der Energie aus dem Abgas zurückgewinnen, die der Turbolader nicht nutzen kann – auf dem Datenblatt nennt der Hersteller bis zu vier kW, in ADEPT werden davon bis zu 2,4 kW erreicht. Zur entsprechenden Steuerung der Abgasströme setzt Ricardo schnell schaltende Ventile ein, die dazu eigens vom Zulieferer Faurecia Emissions Control Technologies UK Ltd entwickelt wurden.
Das Ganze funktioniert nicht ohne eine fein austarierte Steuerung, die das Mögliche aus den neu gewonnenen Energiezwischenspeicher-, Spar-, und Abschaltfunktionen holt. Einen guten Teil des Projekts dürfte Ricardos Ingenieure allein die Aufgabe beschäftigt haben, alle Komponenten nahtlos zu orchestrieren. Immerhin soll sich nun ihre Nachrüstlösung aber auch für Ottomotoren eignen, egal ob mit Benzin oder anderen Kraftstoffen wie Erdgas [5] betrieben. (fpi [6])
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[2] http://www.cenex-lcv.co.uk/2016/
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[4] https://www.heise.de/bilderstrecke/4743058.html?back=3320097;back=3320097
[5] https://www.heise.de/news/Kontroverse-ueber-Kraftstoffe-Wie-sauber-ist-Erdgas-3150215.html
[6] mailto:fpi@heise.de
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