Valeo hat bereits 2004 ein Stopp-Start-System in Serie gebracht, das es ermöglichte, über den Starter/Generator (StARS) den Motor über den Riementrieb zu starten. 2010 kam ein Stopp-Start-System mit verstärktem Starter zum Einsatz, der das 20-fache an Startvorgängen absolvieren kann, als ein normaler Starter. Es folgte die Weiterentwicklung vom StARS-System, zu I-StARS & I-StARS+. Im I-StARS+-System besteht die Möglichkeit einer regenerativen Energierückgewinnung, die somit das Bordnetz auflädt, ohne Kraftstoff zu verbrauchen. Neueste Innovation und das Ergebnis stetiger Weiterentwicklung ist das 48-Volt-Mild-Hybrid-System mit dem Starter-Generator iBSG (Riemen-Starter-Generator mit integrierter Gleichrichtung), und in Zusammenarbeit mit Siemens werden weitere innovative und erschwingliche Komponenten im Hochvoltbereich und Systeme für Hybrid- und Elektrofahrzeuge entwickelt.
WARUM 48 VOLT?
Der Energiebedarf in modernen Fahrzeugen steigt stetig. Dies macht Änderungen an den Bordnetzen notwendig. Hochspannungstechnologien aber machen die Fahrzeuge schwerer und die Sicherheitsanforderungen steigen, um dies zu realisieren. Damit steigen die Kosten und könnten im Verhältnis zum Nutzen überdimensioniert sein. Darüber hinaus ist eine Hochvoltausbildung des Mechanikers zwingend notwendig. Valeo gelang mit seinem 48-Volt-System, einer Niederspannungstechnologie, der Durchbruch. Sie ist kostengünstig und effektiv für eine Mild-Hybrid-Lösung, die einem breiten Publikum zugänglich gemacht werden kann. Auch eine Hochvoltausbildung ist mit diesem System nicht notwendig.
Ziel dieses erweiterten 48-Volt-Netzes ist, den Verbrennungsmotor in verschiedenen Situationen zu entlasten und dadurch die Effizienz zu verbessern. Werfen wir einen Blick auf das 48-Volt-System, die es den Fahrzeugherstellern erlaubt, mit wenig Veränderungen in der Konfiguration der bestehenden Fahrzeuge die Reduktion der CO2-Emissionen voranzutreiben. Durch den Einsatz dieser Technologie verbessern wir auf diese Weise den Kraftstoffverbrauch mittels eines Starter-Generators, dem iBSG, einem kleinem Lithium-Ionen-Akku und einem Gleichspannungswandler.
Der Aufbau des 48-Volt-Netzes ist sehr einfach und kann problemlos in bestehende Fahrzeuge integriert werden. Beginnen wir an der Kurbelwelle, hier liegt die Energie an, die durch Verbrennung unseres Kraftstoff-Luftgemisches entsteht. Über den Riementrieb und zwei entgegengesetzt arbeitende Riemenspanner wird diese mechanische Energie im iBSG in elektrische umgewandelt, dabei wird direkt im Generator die 48-Volt-Wechselspannung in eine 48-Volt-Gleichspannung gerichtet. Bisher wurde die Gleichrichtung in Generatoren von Dioden übernommen, aber durch ihren schlechten Wirkungsgrad durch Mosfets* ersetzt.
Die nun 48-Volt-Gleichspannung versorgt den Lithium-Ionen-Akku (Hersteller Samsung), wird über einen Gleichspannungswandler in 12 Volt gewandelt und versorgt so das «normale» 12-Volt-Bordnetz. Auf Seite des 12-Volt-Bordnetzes finden wir nach wie vor einen konventionellen Starter und auch eine Starterbatterie, diese können durch das erweiterte 48-Volt-Netz kleiner dimensioniert werden. Merke: Der erste Start des Motors läuft über den konventionellen Starter, danach übernimmt das 48-Volt-Mild-Hybrid-System. Dies ist einer der Vorteile des 48-Volt-Systems, es kann problemlos integriert werden.Aktuell ist dieses System im VW Golf 8 zu finden und wird weiterentwickelt um auf 48-Volt-Basis eine akzeptable elektrische Reichweite zu ermöglichen.
* Mosfet: Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, er ist für das Leiten und Sperren von grossen Spannungen und Strömen entwickelt und dies bei geringer Bauteilgrösse. Wirkungsgrad im Vergleich zur Diode: Bei 1 KW verliert die Diode 98 W, der Mosfet 2 W.
