Bordnetzstabilisierung: Wie funktioniert der e-Booster von Continental?

Gut vernetzt: In den e-HDI-Modellen von Peugeot und Citroen mit dem Start-Stopp-System i-StaARS kommt zur Bordnetzstabilisierung der so genannte e-Booster zum Einsatz. Dessen Steuereinheit kommuniziert über das Bussystem mit dem Motorsteuergerät. Bild: Peugeot

Start-Stopp-Systeme sind in modernen Fahrzeugen fast durchgängig Standard. Für einen automatischen Re-Start ohne Komforteinbußen, zum Beispiel kurzzeitiges Abschalten des Radios oder der Fahrzeugbeleuchtung, ist ein System zur Bordnetzstabilisierung notwendig. Hier haben die Hersteller und Zulieferer verschiedene Lösungen entwickelt. Der PSA-Konzern setzt in seinen e-HDi-Modellen auf den sogenannten e-Booster von Continental. Hauptbestandteile des Systems, das in einem der vorderen Radhäuser sitzt, ist die in das Bussystem eingebundene Steuerelektronik und der im Massepfad des Bordnetzes sitzende Energiespeicher, in dem sich zwei Supercaps (Superkondensatoren) befinden.

Mit der in den Supercaps gespeicherten Energie wird das Bordnetz während des Motorstarts unterstützt. So kommt es zu keinem Spannungseinbruch, der die Funktion wie Radio, Scheibenwischer und Scheinwerfer beeinträchtigen würde.

Außerdem entlastet diese zusätzliche Energiequelle die Starterbatterie – was nicht nur eine einwandfreie Spannungsversorgung der Starter/Generator-Einheit während des Anlassvorgangs sicherstellt, sondern auch die Lebensdauer der Batterie erhöhen soll.

Der Ladervorgang des Supercap-Moduls, der von der Elektronik-Einheit gesteuert wird, auf die Maximalspannung von 5 V dauert bei Erstinbetriebnahme im Werk beziehungsweise nach voller Entladung nicht länger als 30 s. Neben der Regelung des Ladevorgangs gewährleistet die Steuerelektronik, dass die Bordspannung durch die Unterstützung des e-Boosters während des Startvorgangs nicht über 15,2 Volt ansteigt. Diese Begrenzung der Gesamtspannung soll Schäden an den Elektronikkomponenten des Fahrzeugs verhindern. Continental zufolge reicht die Kapazität der Supercaps – ohne zwischenzeitliches Aufladen – zur Unterstützung von drei bis vier Starts bei betriebswarmem Motor. Der Energiespeicher wird während der Rekuperationsphase beziehungsweise nach jedem Motorstart nachgeladen. Im Gegensatz zur Ladedauer bei Erstinbetriebnahme oder völliger Entladung dauert das Wiederaufladen der durch einen Start nur teilweise entladenen Kondensatoren in der Regel nicht länger als 2,5 bis 3 s.

Aus physikalischen Gründen arbeiten Kondensatoren im Allgemeinen nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs optimal. Außerhalb dieser Grenzen ist ihre Leistung eingeschränkt. Es kommt zu einem übermäßigen Alterungsprozess. Für die Supercaps des e-Boosters allerdings gilt, dass sie bis minus 40 Grad uneingeschränkt funktionieren.

Bei extremen Plustemperaturen wird die Kapazität der Kondensatoren durch eine definierte Entladung in zwei Stufen reduziert. Damit führen beispielsweise auch außergewöhnlich hohe Temperaturen zu keinem ungewöhnlichen Alterungsprozess der Supercaps.