Bremssystem senkt CO2-Ausstoß von Hybridfahrzeugen
Neue Autos dürfen nur noch wenige Emissionen verursachen. Das Unternehmen Continental hat ein Bremssystem entwickelt, das den CO2-Ausstoß pro Kilometer um fünf Gramm reduzieren soll. Zugleich senkt es den Kraftstoffverbrauch und erhöht die Reichweite.
Das elektrohydraulische Brake-by-Wire Bremssystem MK C1 von Continental soll den CO2-Ausstoß reduzieren und zugleich die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöhen.
Foto: Continental AG
Brake-by-Wire MK C1 – so heißt das Hybrid-Bremssystem der Firma Continental. Auf der Messe „Auto Shanghai“ in China, vom 16. bis 25. April 2019, stellt das Unternehmen die Ergebnisse einer aktuellen TÜV-zertifizierten Untersuchung vor: Eingebaut in einem serienmäßigen Plug-in Hybridfahrzeug ergab der Test eine Senkung des Kohlendioxid-Austoßes um durchschnittlich rund fünf Gramm pro Kilometer gegenüber eines konventionellen Bremssystems.
TÜV-Experten überwachten das weltweit gültige Messverfahren zur Bestimmung der Abgasemissionen und des Kraftstoff- sowie Stromverbrauchs von Kraftfahrzeugen. Getestet wurden insgesamt drei Durchläufe auf einem Rollenprüfstand. Dabei gewann das Fahrzeug durchschnittlich 160 Wattstunden (Wh) zusätzliche elektrische Energie in den Verzögerungsphasen des Bremszyklus zurück. Das sind etwa 32 Prozent mehr als bei dem herkömmlichen Vergleichssystem. Das gelingt, weil das neue Hybrid-Bremssystem den Elektromotor konsequent als Generator nutzt. Dadurch wird Strom erzeugt, der anschließend von der intelligenten Hybridsteuerung genutzt werden kann, um kraftstoffsparend zu fahren. Das wiederum senkt den Kraftstoffverbrauch und damit auch den Ausstoß von CO2.
Produktion des hybriden Bremssystems startet 2020 in China
„Für die Effizienz eines Hybridfahrzeugs ist es wichtig, möglichst wenig Bewegungsenergie des Wagens an den Radbremsen zu verheizen, denn diese Energie geht verloren. Unser Brake-by-Wire Bremssystem MK C1 ermöglicht die volle Ausnutzung des Rekuperationspotenzials. Damit kann das Fahrzeug mehr Strom zurückgewinnen und spart messbar CO2 ein“, sagt Matthias Matic, Leiter des Geschäftsbereichs Vehicle Dynamics der Divison Chassis & Safety bei Continental. Laut Angabe des Herstellers soll die Produktion des neuen Bremssystems Ende 2020 in Shanghai starten. „Somit folgen wir unserer Strategie und produzieren für den chinesischen Markt auch vor Ort in China“, so Matic. Seit 2016 fertigt das Unternehmen das Brake-by-Wire Bremssystem MK C1 für den europäischen Markt in Frankfurt am Main und seit 2019 für den amerikanischen Markt in Morganton, North Carolina.
Hybrides Bremssystem bietet Sparpotenzial
Rekuperation bedeutet Rückgewinnung – im Falle eines Fahrzeugs ist die Rückgewinnung von Energie gemeint. Konkret beschreibt sie die Umwandlung von Bewegungsenergie beim Verzögern eines Fahrzeugs. Diese umgewandelte Energie kann der Antrieb wieder nutzen. In den meisten Elektro- oder Hybridautos wird diese Art des elektromotorischen Bremsens verwendet, um die Fahrzeugbatterie zu laden.
Betrachtet man das Bremssystem bei einem Hybridfahrzeug, zeigen sich Einschränkungen: Es gibt keinen nahtlosen Übergang vom generatorischen Bremsen, also der Rekuperation, zur mechanischen Reibbremse. Die Hauptkomponenten bei einem konventionellen Hybrid-Bremssystem, bestehend aus Tandem-Hauptzylinder, Bremskraftverstärker und Regelsystem, sind nicht miteinander verbunden. Es fehlt eine Entkopplung des Bremspedals. Dadurch wird Rekuperationspotenzial verschenkt. Das neue hybdride Bremssystem von Continental setzt auf eine Entkopplung des Bremspedals von der Druckerzeugung. Dadurch hat der Fahrer ein immer gleichbleibendes Pedalgefühl. Zugleich ermöglicht diese Entkopplung eine störungsfreie Nutzung der Rekuperationsphasen. Das Ergebnis: Das Fahrzeug spart mit diesem Bremssystem klimaschädliches CO2 ein.
Komponenten müssen Beitrag leisten, um Emissionen zu senken
Überträgt man die Testergebnisse des Hybridautos auf ein Elektrofahrzeug mit einem Energieverbrauch von 18 Kilowattstunden auf 100 Kilometern, ergäbe sich durch den im Test dokumentierten Effizienzgewinn bei einer 500 Kilometer langen Fahrstrecke knapp vier Prozent mehr Reichweite. Das wären etwa 20 Kilometer mehr für das Elektroauto. Hinzu kommt eine höhere Sicherheit durch das Bremssystem. Gemäß Herstellerangaben erzeugt es bereits nach 150 Millisekunden den vollen Bremsdruck. Fahrerassistenzsysteme oder automatisiert fahrende Fahrzeuge könnten aus höherer Geschwindigkeit viel schneller bis zum Stand gebremst werden, als dies aktuell mit konventionellen Bremssystemen funktioniert, so Continental. Und das alles ohne Eingriff des Fahrers.
In Anbetracht immer engerer Grenzen für Emissionswerte ist es wichtig, dass auch einzelne Systeme und Komponenten in den Fahrzeugen einen Beitrag dazu leisten, den Ausstoß klimaschädlicher Gase zu senken. In der EU dürfen neu zugelassene Fahrzeuge ab 2021 im Durchschnitt nur noch 95 Gramm Kohlenstoffdioxid pro Kilometer ausstoßen. Jedes Gramm mehr geht auf Rechnung der Hersteller und kostet sie 95 Euro. In den USA sind es bis 2020 maximal 121 Gramm, in China 117 Gramm und in Japan 105 Gramm.
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