So funktioniert das neue Mild Hybrid System von Audi

Zusammenfassung
- Audis MHEV plus-Technologie mit Triebstranggenerator (TSG) als E-Maschine sorgt mit elektrischen Fahranteilen für noch mehr Effizienz
- System mit 48-Volt-Bordnetz unterstützt den Verbrenner, mindert CO2-Emissionen und steigert gleichzeitig Performance und Fahrkomfort
- Einsatz zunächst in A5 und Q5
Audi präsentiert mit MHEV plus eine neue Generation von Mild-Hybrid-Systemen. Audis MHEV plus besteht aus drei wesentlichen Komponenten: dem kompakt konstruierten neuen Triebstranggenerator (TSG) mit integrierter Leistungselektronik und einer permanent-erregten Synchron-Maschine (PSM), einer 48-Volt-Batterie und dem Riemenstartergenerator (RSG).
Die neue MHEV plus-Technologie ermöglicht rein elektrische Betriebszustände und kann den Verbrenner unterstützen. Damit soll das System Performance und Agilität erhöhen und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch und somit die CO2-Emissionen reduzieren.
Triebstranggenerator
Das kompakte und leistungsstarke elektrische Antriebsmodul im neuen MHEV plus-System ist der Triebstranggenerator (TSG). Diese Komponente steht auch für den größten Unterschied zur bisher von Audi angebotenen MHEV-Technik, die ausschließlich mit einem Riemenstartergenerator arbeitet. Der TSG, der in einer kompakten Einheit mit integrierter Leistungselektronik direkt an die Ausgangswelle des Getriebes verbaut ist, kann bis zu 18 kW (24 PS) elektrische Leistung zum Antrieb beitragen. Das Modul ermöglicht ein maximales Drehmoment von 230 Nm am Getriebeausgang, das schon beim Fahrzeug-Start als Antriebsmoment zur Verfügung steht. Das kompakte Getriebe des TSG arbeitet mit einer Übersetzung von 3,6:1. Für maximale Effizienz nutzt MHEV plus den TSG bis maximal 140 km/h. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten koppelt sich der TSG über eine integrierte Klauenkupplung vom Antriebstrang ab. Der TSG wiegt rund 21 Kilogramm und ermöglicht auf der Abtriebswelle eine maximale Drehzahl von 5.550 Umdrehungen pro Minute. Dies entspricht je nach Fahrzeug- und Antriebsvariante einer Geschwindigkeit von 130-140 km/h.
Die verfügbaren konventionellen Triebstränge mit Start/Stopp- oder Mild-Hybridisierung der ersten Generation setzen bereits auf Funktionen wie Motorstopp im Anhalten, Segeln, Freilauf mit Motor „Aus“ sowie 12V beziehungsweise 48V Rekuperation. Zu den wesentlichen Vorteilen des angestiegenen Elektrifizierungsgrades mit der neuen Technologie gehören die Komfortsteigerung des Start/Stopp-Betriebs, das emissionsfreie Segeln, das Rekuperieren, die elektrischen Fahranteile beispielsweise beim elektrischen Einparken und Manövrieren sowie die gesteigerte Performance durch die elektrische Unterstützung des Verbrenners. Dies ermöglicht, das Fahrzeug bei langsamer Fahrt in der Stadt, im schwimmenden Verkehr, zum Beispiel auf Landstraßen, als auch beim Zurollen auf die nächste Ortschaft rein elektrisch zu bewegen und den Verbrenner länger abgeschaltet zu lassen. Zudem ergibt sich ein deutlich verbessertes und spontaneres Anfahrverhalten des Fahrzeugs, da der TSG schon bei niedrigen Geschwindigkeiten ein Antriebsmoment von bis zu 230 Nm liefert, erklärt man bei Audi.

Der TSG erreicht eine Rekuperationsleistung von bis zu 25 kW. Das integrierte blendingfähige Bremsregelsystem sorgt dabei für ein druckfreies Anbremsen und bestmögliche Rekuperation, meist ohne Einsatz der Reibbremse. MHEV plus erlaubt zudem aufgrund des elektrischen Klimakompressors einen kontinuierlichen Betrieb der Klimaanlage auch bei abgestelltem Verbrennungsmotor.
Der Riemenstartergenerator (RSG) übernimmt die Aufgabe, den Motor zu starten und zusätzlich elektrische Energie für die Batterie zu liefern. Der Riemenantrieb hat gegenüber einem Ritzelstarter akustische Vorteile und erreicht eine höhere Startdrehzahl des Verbrenners. Zudem kann der RSG die Energie des Motors beim Abschalten zurückgewinnen und stellt für den Wiederstart die Zylinder in die optimale Position.
Die Lithium-Ionen-Batterie auf Basis von Lithium-Eisenphosphat (LFP) hat eine Speicherkapazität von 37 Amperestunden, das entspricht knapp 1,7 kWh (brutto). Ihre maximale Entladeleistung liegt bei 24 kW. Die Batterie ist aufgrund der Vorgaben an Verfügbarkeit, Leistung und Drehmoment in einen Niedrigtemperatur-Wasserkühlkreislauf eingebunden, der für optimale Bedingungen im Bereich zwischen 25 und 60 Grad Celsius sorgt. Erstmals setzt Audi damit eine LFP-Batterie für seine Mild-Hybrid-Systeme ein.
Bei der MHEV plus-Technologie wertet eine Steuersoftware den Betriebszustand des Fahrzeugs für das optimale Zusammenspiel zwischen Verbrenner, TSG und RSG aus. Hinterlegt sind dafür Kennlinien für den optimalen Einsatz der beiden Elektromaschinen sowie Wunschmomente für Antrieb oder Rekuperation.
Das neue MHEV plus System kommt zuerst im Audi A5 und im Q5 zum Einsatz.
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