Luft aus Strom macht Dampf
Ein Ausweg heißt Registeraufladung: Mit einem zweiten Lader anderer Charakteristik lässt sich die Aufladung für einen größeren Drehzahlbereich effizienter und doch fahrbar abstimmen. Auch kann die spezifische Leistung dann weiter steigen. Um beim Versuchsmotor des Ford Focus im Hyboost-Experiment trotz der geänderten Abstimmung und der längeren Getriebeübersetzung ein akzeptables Ansprechverhalten bei niedriger Drehzahl zu erreichen, bekam er zusätzlich einen elektrisch angetriebenen Kompressor. Er unterstützt bei hoher Leistungsanforderung den Abgasturbolader zwischen 1000 und 2000/min. Für eine bis drei Sekunden liefert er bis zu 0,6 bar Ladedruck. Im Projektfahrzeug verkürzt der Kompressor so die Zeit bis zur Bereitstellung des angeforderten Drehmoments von drei auf 0,7 Sekunden bei 1500/min und überbrückt damit das für den Fahrer unangenehme Turboloch.
Hybridisiert mit Ultra Caps
Damit das Ganze auch einen Effizienzgewinn ermöglicht, wurde anstelle der Lichtmaschine ein riemengetriebener Starter-Generator (BSG) mit Start-Stopp-Funktion eingebaut. Er ermöglicht die Rekuperation von Bewegungsenergie beim Ausrollen oder Bremsen und macht so aus dem Versuchsfahrzeug einen Mikrohybrid. Die rekuperierte elektrische Energie für den Elektrolader kann in einem Kondensatorpaket mit 200 Farad Kapazität gespeichert werden. Das niedrige Gewicht dieses auch als „Ultra Capacitators“ bezeichneten Kraftpakets von nur 9 kg, die hohe Zyklenfestigkeit bei hohen Ladeströmen und seine Fähigkeit, in kurzer Zeit hohe Ströme abgeben zu können, prädestiniert es für seine Aufgabe: Der E-Turbo läuft maximal nur zwischen einer und drei Sekunden, das allerdings bei sehr hoher Stromaufnahme.
Der elektrische Lader nutzt im Konzept die zurückgewonnene und zwischengespeicherte Energie, um das Anfahrdrehmoment zu vervielfachen. Damit tut er das Gleiche wie ein mechanischer Lader, der allerdings einen großen Teil der Energie kostet, die das Downsizing einspart. Auf Wunsch könnte der elektrische Turbokompressor auch im Dauerbetrieb mit Strom aus dem leistungsfähigen BSG arbeiten, etwa an Steigungen oder sportlicher Fahrweise. Dann steht der Boost-Effekt nicht nur zur Verfügung, wenn der Stromspeicher geladen ist, was bei Hybridfahrzeugen ja meist als lästig empfunden wird. Der Spareffekt verwandelt sich dann aber in sein Gegenteil, denn der Wirkungsgrad durch die doppelte Umwandlung von Bewegung in Strom beim BSG und dann wieder in Bewegung im Lader ist natürlich schlecht. Da wäre selbst ein riemengetriebener Kompressor klar im Vorteil.