Schaeffler/Continental Gasoline Technology Car II – Mit Strom gegen Abgase

Ford, Schaeffler und Continental machen bei der Elektrifizierung des Antriebsstrangs gemeinsame Sache. 2014 stellten sie das Gasoline Technology Car I (GTC I) auf die Räder: Ein mit riemengetriebenem Starter-Generator und 48-Volt-Technik zum Mild-Hybrid aufgerüsteter Ford Focus. Der Elektro-Baustein unterstützt den Verbrenner beim Boosten, ermöglicht elektrisches Segeln und gewinnt beim Bremsen Energie zurück. So konnte gegenüber dem Standardmodell mit 1,0-Liter-Turbo ein Verbrauchsvorteil von 17 Prozent erzielt und der CO2-Ausstoß auf 95 Gramm pro Kilometer gesenkt werden. Diese sogenannte 48-Volt-P0-Technik geht aktuell mit dem neuen Renault Scénic in Serie, die Forscher jedoch arbeiten schon mit Hochdruck an der nächsten Ausbaustufe: Das jetzt vorgestellte Gasoline Technology Car II mit P2-Architektur setzt nochmal zehn Gramm weniger Treibhausgas frei.

Um im Kampf gegen den CO2-Ausstoß weitere Erfolge vermelden zu kommen, haben Ford, Schaeffler und Continental umfangreiche Optimierungen an der 48-Volt-Architektur vorgenommen. Zwar setzt das Entwicklungstrio immer noch auf einen riemengetriebenen Starter-Generator, der aber hat seinen Platz gewechselt und ist jetzt zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe verortet. Durch eine zusätzliche Kupplung vor dem Riementrieb kann der Benziner bei Nichtbedarf komplett abgekoppelt und ausgeschaltet werden. Der Vorteil: Das GTC II fährt, anders als sein Vorgänger, rein elektrisch. Zum richtigen E-Auto wird der Focus damit nicht, dafür ist die Batteriekapazität von nur 0,46 Kilowattstunden zu gering und auch die Leistung des 11-kW-Motors reicht nicht aus. Doch kann der Mild-Hybrid das Tempo vor allem im Stadtverkehr elektrisch konstant halten und auch im Stop-and-Go-Betrieb sowie bei sogenannten Kriechmanövern (zum Beispiel Einparken) ist der Verbrenner nicht unbedingt nötig.

Was das in der Praxis bedeutet, konnten die Techniker in einer typischen 30er-Zone erfahren: Rund 85 Prozent des Weges können mit dem Prototypen ohne einen Tropfen Benzin zu verbrennen zurückgelegt werden. Und auch im typischen Feierabend-Stau in der Stadt blieb der Benziner minutenlang aus. Damit möglichst viel Energie für den elektrischen Betrieb bereit steht, übernimmt auch im GTC II der E-Motor neben seiner Antriebsfunktion das Rekuperieren. Durch das Abkoppeln des Ottomotors konnte das noch deutlich verbessert werden, da das Schleppmoment des Benziners entfällt.

In Zahlen ausgedrückt heißt das: Mehr als 25 Prozent weniger Spritverbrauch gegenüber dem konventionellen Vergleichs-Focus. Ganz allein auf das Konto des neuen 48-Volt-P2-Systems geht die Einsparung allerdings nicht. Continental und Schaeffler haben auch den Verbrenner weiter optimiert: Die Verdichtung wurde erhöht, die Einlassnockenwelle modifiziert und ein neuer Turbolader eingesetzt. Das allein sorgt für knapp vier Prozent weniger Verbrauch im europäischen Messzyklus. Zusätzliche Einsparung bringt außerdem ein neuer, elektrisch heizbarer Katalysator, der ebenfalls das 48-Volt-Stromnetz nutzt. Und auch die nun elektrische Wasserpumpe, die bislang am Riementrieb hing, bietet ein wenig Sparpotenzial. Der Klimakompressor hingegen wird nach wie vor vom Riemen angetrieben und ist folglich mit der Generator-Einheit umgezogen – eine elektrische Lösung wäre schlichtweg zu teuer. Zumal in einem Fahrzeug wie dem Ford Focus.

Das nämlich ist der Ansatz, den Schaeffler, Continental und auch Ford verfolgen: Eine bezahlbare Elektrifizierungslösung für Kleinwagen und die Kompaktklasse zu schaffen, die relativ problemlos integriert werden kann. Der zusätzliche Platzbedarf im Motorraum beläuft sich auf wenige Zentimeter und auch Batterie sowie Steuergerät sind nicht viel größer als ein Toaster. Außerdem funktioniert diese Mild-Hybrid-Lösung mit einer mehr oder weniger klassischen Handschaltung. Zwar kommt im GTC II Schaefflers neuentwickelte E-Clutch zum Einsatz, bei der ein Aktor die Kupplung öffnet und schließt; das ist nötig um den Antrieb zum Beispiel beim Segeln automatisch abkoppeln zu können. Ein teures Automatikgetriebe wie bei den bisherigen Hybrid-Versionen ist nicht nötig. Preislich könnte so eine Lösung also bei wenigen tausend Euro liegen.

Bis sie allerdings in Serie geht, ist noch ein bisschen was an Entwicklungsarbeit nötig. Noch dauert es zum Beispiel zu lange, bis der Verbrenner nach dem rein elektrischen Betrieb wieder einsatzbereit ist, was der Fahrer spürbar wahrnimmt. Ab 2020 aber, da sind sich die Ingenieure sicher, könnte das System für den Kunden erhältlich sein – ob es dann auch bei Ford kommt, ist allerdings noch offen. (Michael Gebhardt/SP-X)