EcoBoost-Antrieb
Die Betriebsmodi des 48-Volt-Hybridsystems von Ford
Ende 2019 hat Ford in der neuen Puma-Baureihe erstmals ein 48-Volt-Hybridsystem für eins seiner Serienautos präsentiert und rollt nun diesen sogenannten EcoBoost-Hybridantrieb in immer mehr Modelle aus. Zuletzt etwa in den Focus und Fiesta, jeweils mit 1,0-l-EcoBoost-Turbotriebwerk.
Neben seiner Anlassfunktion für den Motor arbeitet der Starter/Generator als E-Motor zum Boosten und zieht dabei Energie aus der 48-Volt-Batterie (links), die dann im Rekuperationsmodus während der Brems- sowie Gleitphasen wieder aufgeladen wird (rechts). Bild: Screenshots Ford Video
In diesen Modellen wird der Verbrennungsmotor von einem Elektromotor unterstützt – genauer: von einem riemengetriebenen Starter/Generator (belt-driven integrated Starter/Generator, BISG), der die herkömmliche Lichtmaschine ersetzt und neben seiner Starter- und Generatorfunktion auch als E-Motor fungiert. Beim Focus und Fiesta wartet der BISG mit 11,5 Kilowatt Leistung auf. Bringt man es auf den Punkt, verfolgen die Entwickler mit dem elektrischen Boost durch das Mild-Hybridsystem drei Ziele: weniger Kraftstoffverbrauch, besseres Ansprechverhalten im Drehzahlkeller, indem der BISG zusätzliches Drehmoment zur Verfügung stellt, und mehr Gesamtleistung. Letztere ist auch durch den Einsatz eines größeren Turboladers möglich. Denn das normalerweise mit einem größeren Verdichter einhergehende trägere Ansprechverhalten und Turboloch wird durch die elektrische Drehmomentunterstützung kompensiert.
Um diese Ziele zu erreichen, kommen im Hybridsystem mit den beiden Modi Drehmomentersatz und Drehmomentzuschuss zwei Regelstrategien zum Tragen, die das Steuergerät je nach Anforderung automatisch wählt und die sicher nicht nur für Modelle von Ford gelten.
Drehmomentersatz: In diesem Modus steuert der riemengetriebene Starter/Generator BISG im laufenden Betrieb je nach Fahrsituation bis zu 24 Newtonmeter bei. Da der Benziner dieses Drehmoment nicht selbst aufbringen muss und entsprechend entlastet wird, führt das zu weniger Kraftstoffverbrauch. Bei der Mild-Hybridversion mit 92 Kilowatt des Fiesta sind das Angaben zufolge fünf Prozent im Vergleich zur gleichstarken Version ohne Hybridisierung.
Drehmomentzuschuss: In diesem Modus greift die riemengetriebene E-Maschine ein, sobald der Benziner die volle Leistung abruft. Dadurch steht zusätzliches Drehmoment zur Verfügung. Im Vergleich zur gleichstarken Version des Fiesta ohne Hybridisierung bedeutet das einen Anstieg um 20 auf 240 Newtonmeter. Der Zuschuss wirkt sich aber nicht nur bei vollem Leistungsabruf, sondern auch im Drehzahlkeller aus, wo dank des zusätzlichen Elektroboosts ein bis zu 50 Prozent höheres Drehmoment anliegt (Angabe gilt für Mild-Hybridversion mit 114 kW).
Seine Energie für den E-Modus schöpft der BISG im Focus und Fiesta aus einer luftgekühlten 48-Volt-Lithium-Ionen-Batterie mit zehn Amperestunden. Aufgeladen wird der Stromspeicher durch den BISG während der Ausroll- und Abbremsphasen, Stichwort Rekuperation. Das Wechselspiel zwischen Rekuperation und Boostmodus des EcoBoost-Hybridantriebs ist in einer Animation auf Youtube (https://ford.to/2O1iKPh) anschaulich erklärt.
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