Thomas Knoor und Wolfgang Breuer, Conti

Thomas Knorr (links), Projektleiter Gasoline Technology Car, und Wolfgang Breuer, Leiter Business Unit Engine Systems bei der Continental Division Powertrain, wollen zeigen, was noch in einem Verbrennungsmotor und einer kostengünstigen Elektrifizierung steckt. Bilder: Conti

AUTOMOBIL PRODUKTION: Der Technologieträger „Gasoline Technology Car“, GTC, ist ein Verbundthema zwischen Continental, Schaeffler, Emitec und Ford. Was ist das Ziel dieses Projekts?
Wolfgang Breuer: Das Gemeinschaftsprojekt zeigt, wie eine vernetzte Integration von Mild-Hybrid-Schlüsseltechnologien auch bei einem bereits schon sehr effizienten Pkw zusätzlich Kraftstoff und damit CO2 einsparen kann. Als Basis wollten wir natürlich ein Fahrzeug nehmen, welches bereits eine gute Ausgangsbasis bietet. Mit dem 1-Liter-Eco-Boost von Ford, ausgestattet bereits mit unserem Turbolader, hatten wir ein solches Referenzfahrzeug. Um unser Ziel zu erreichen, haben wir gemeinsam Konzepte erarbeitet und uns gefragt: Wie muss das Gesamtsystem aussehen? Welche Technologien haben wir im Verbund Continental, Schaeffler und Emitec dafür im Portfolio?

AUTOMOBIL PRODUKTION: Mit dem Gedanken, möglichst viele vorhandene Komponenten heranzuziehen?
Wolfgang Breuer: Das war ein Punkt. Ziel war aber zu zeigen, dass wir durch die Integration von eigenen Komponenten und deren konsequenter Vernetzung noch einmal weiter optimieren können. Wir haben das komplette Einspritzsystem und auch die Steuerung, die ja einen wesentlichen Anteil am Systemverbund und am Zusammenspiel der Komponenten hat, durch eigene Produkte ersetzt. Gerade mit Blick auf die Partikel-Emissionen konnten wir dadurch einen deutlichen Sprung nach vorne erreichen – etwa aufgrund der Spritzlochgeometrie.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Ein Stichwort mit Blick auf 48 Volt ist die vernetzte Integration. Was genau verstehen Sie darunter?
Wolfgang Breuer: Die Intelligenz der vernetzten Integration steckt darin, die Stärken von Systemen so zu nutzen, dass mögliche Schwächen des anderen Systems ausgeglichen werden können. Das 48-Volt-System von Continental unterstützt hier mit seinen Vorteilen den Verbrennungsmotor, um ihn intelligenter und in einem günstigeren Betriebspunkt zu betreiben.
Es ergeben sich dadurch viele Synergie-Effekte, zum Beispiel beim Start des Fahrzeugs: der Turbolader ist noch nicht auf vollen Touren. Hier unterstützen wir elektrisch, um das so genannte Turboloch zu überbrücken. Durch den zusätzlichen Elektro-Boost kann der Fahrer, bei gleichem Ansprechverhalten, früher schalten. Weiteres Beispiel: Mit der aus der Rekuperation gewonnenen Energie kann der Katalysator geheizt werden, das heißt, es muss kein Kraftstoff zusätzlich eingespritzt werden, um den Katalysator auf Betriebstemperatur zu bringen. Und damit generieren wir natürlich Verbrauchsvorteile.

Thomas Knorr: Hinzu kommt, dass wir sehr viel häufiger den Verbrennungsmotor abstellen können. In heutigen Serienfahrzeugen bieten wir die so genannte Schubabschaltung bei Gaswegnahme. Über die im GTC eingebaute elektrifizierte Kupplung von Schaeffler öffnen wir die Kupplung, während der Fahrer vom Gas geht, und das Fahrzeug rollt weiter – das so genannte „coasten“. Der Verbrenner geht aus und kann die Betriebswärme halten. Hierbei hilft zusätzlich das Thermo-Management-Modul von Schaeffler. Es ermöglicht eine Art Isolation im Motor. Das Wasser bleibt im Motor stehen, wird nicht mehr umgepumpt oder gekühlt.

Conti Schaeffler Mild Hybrid

Die Schlüsseltechnologien der milden Hybridisierung ermöglichen im GTC durch ihre Interaktion bis zu 17 Prozent Kraftstoffersparnis. Bild: Conti / Schaeffler

AUTOMOBIL PRODUKTION: Können Sie ein weiteres Beispiel für die Wechselwirkung der Komponenten geben? Wo kann sie besonders zu Fortschritten beitragen?
Thomas Knorr: Hybridisierung erzeugt viel Energie – rekuperierte Energie. Diese lädt zunächst einmal nur die Batterie, wird sie dann aber kraftstoffsparend eingesetzt, trägt sie zum Gesamtergebnis bei. Downspeeding ist ein weiteres Beispiel. Wie schon erläutert, hilft die Hybridisierung mit Blick auf die Fahrdynamik. Das dabei aufgebrachte elektrische Drehmoment hilft dem Verbrennungsmotor, schnell in einen verbrauchsoptimalen Betriebsbereich zu kommen. Für den Fahrer sehr komfortabel wird das Downspeeding mit Hilfe des Schaeffler-Zweimassenschwungrads und dem integrierten Fliehkraftpendel.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Das 48-Volt-System ist also die Mindestvoraussetzung?
Wolfgang Breuer: 135 Newtonmeter wären mit zwölf Volt nicht darstellbar. Bei 48 Volt kann aufgrund der höheren Spannungslage mehr und besser rekuperiert werden. Dies ist auch der Grund, weshalb wir noch eine zusätzliche Lithium-Ionen-Batterie an Bord haben. Bei heutigen 12-Volt-Systemen hat man in der Regel den normalen Blei-Akku, gegebenenfalls noch eine Bordnetzstabilisierung, die allerdings nur für Komfort-Funktionen genutzt wird. Hier haben wir tatsächlich die Überschussenergie sinnvoll im Lithium-Ionen-Akku gespeichert.
Thomas Knorr: Beim coasten zum Beispiel rollt das Fahrzeug ohne Bremswirkung durch den Verbrennungsmotor. Erstaunlich ist dabei, wie lange es die Geschwindigkeit ohne Antrieb hält. Der leistungsstarke Riemenstarter-Generator setzt den Verbrennungsmotor in Sekundenschnelle und geräuschlos wieder in Betrieb, wenn der Fahrer beschleunigen möchte. Aus Sicherheitsgründen können Sie dies nur mit einem Zwei-Batterie-System. Damit ist die elektrische Lenkunterstützung auch in Ausnahmesituationen jederzeit einsatzbereit.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Das Ausgangsfahrzeug liegt bei 114 g/km CO2-Ausstoß. Können Sie schon in etwa sagen, welche Kosten für den Schritt auf 95 g/km entstehen?
Wolfgang Breuer: 48-Volt-Systeme sind heute schon Realität – siehe das 48V Eco Drive Fahrzeug von Continental. Und wir haben bereits Serienaufträge. Ich bitte um Nachsicht, dass wir nicht über konkrete Preise sprechen können. Nur so viel: wenn man alles addiert, bewegt man sich etwa im dreistelligen Bereich. Wobei wir hierbei von Komponenten reden. Es spielt auch die Dimensionierung eine entscheidende Rolle. Etwa, wie groß soll so eine Batterie werden? Und: Welche Leistung muss ein 48-Volt-Riemenstarter-Generator bringen? Dies hat unmittelbare Auswirkungen auf die Kosten. Es muss aber nicht immer alles verbaut werden. Variabilität ist immer möglich. Letztlich muss der Kunde entscheiden. Mit den Technologien und Kompetenzen zeigen wir im Verbund der Unternehmen, was heute überhaupt darstellbar ist. Wir zeigen, was noch in einem Verbrennungsmotor und einer kostengünstigen Elektrifizierung steckt. Damit setzen wir auch einen Kontrapunkt zu den Themen Full-Hybrid und Plug-in-Hybrid, die ja durchaus signifikante Beträge kosten. Mit einer 48-Volt-
basierten Hybridisierung bieten wir eine kostenattraktive
Alternative.

AUTOMOBIL PRODUKTION: War es eine besondere Herausforderung, aus einem an sich schon effizienten Fahrzeug wie dem Ford Focus mit dem 1,0-Liter Eco-Boost-Motor noch weitere Gramm Einsparung herauszuholen?
Wolfgang Breuer: Mit einem Fahrzeug mit höheren CO2-Emissionen hätten wir mit einfacheren Schritten deutlich mehr erreichen können. Wir haben uns aber das Ziel gesetzt: Wir nehmen ein bereits sehr effizientes Fahrzeug, um zu zeigen, dass wir auch hier noch nicht am Ende der Einsparmöglichkeiten angelangt sind. Eben durch eine intelligente Vernetzung der verschiedenen Komponenten. Wir drücken das mit der Formel „1 + 1 = 3“ aus, das heißt, dass das Ganze mehr ist als die Summe der Teile. Es sind nicht nur Komponenten, sondern deren intelligente Verbindung, um dann über die Motorsteuerung und das Energiemanagement in Abhängigkeit von Betriebszustand oder Fahrzustand das Optimum zu erreichen.

AUTOMOBIL PRODUKTION: Mit der kommenden Abgasnorm Euro 6C werden die Partikel ja auch für die Ottomotoren zu einer echten Herausforderung.
Wolfgang Breuer: Ganz klar. Beim Benzinmotor liegt die Herausforderung in der Partikelanzahl in den zukünftigen Fahr-zyklen Euro 6C, NEDC und dann später im Thema „Real-Driving-Emission-Zyklus“, den dynamischen Fahrzyklen mit wesentlich mehr Hochlast- und höheren Geschwindigkeitsanteilen. Die Ziele, die wir uns in der Entwicklung setzen, lauten dabei, die Partikelgrenzen sicher über den Lebenszeitraum des Fahrzeugs zu erreichen, ohne Nachbehandlung, also ohne den viel zitierten „Gasoline-Partikelfiler“. Denn: Niemand möchte noch mehr Nachbehandlung in den Abgasstrang packen.

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Das Interview führte Götz Fuchslocher