BMW eBoost und Mild

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Steven Paul

23. August 2022 / 3 Minuten gelesen

Seit etwa 2019 vermarktet BMW gemeinsam mit anderen Automobilherstellern wie Audi und Mercedes-Benz einige seiner Fahrzeuge als „Mild-Hybrid“. Ein Mild-Hybrid ist ein Fahrzeug, das parallel zum Motor eine Art elektrische Unterstützung nutzt, normalerweise im Leerlauf oder beim automatischen Start/Stopp. Per Definition kann ein Mild-Hybrid dieses System jedoch nicht unabhängig vom Verbrennungsmotor nutzen. Es ist so konzipiert, dass es nahtlos ist. Die meisten Menschen fahren ein gutes Mild-Hybrid-Fahrzeug, ohne überhaupt zu bemerken, dass das System vorhanden ist.

Natürlich bietet ein Mild-Hybrid-System noch viele weitere Vorteile. Eine der bekanntesten ist die Einführung der „eBoost“-Funktion durch BMW. eBoost verspricht zusätzliche PS ohne Verzögerung, ermöglicht durch den 48-Volt-Stromverteiler und den Anlasser. Letztendlich passiert beim neuartigen 48-Volt-System von BMW viel hinter den Kulissen – und es verdient einen tieferen Einblick.

Die eBoost-Funktion ist einfach: Bei Bedarf und Verfügbarkeit liefert der Startergenerator kurzzeitig zusätzliche Leistung. Es unterstützt den Motor nur in Zeiten, in denen das maximale Drehmoment noch nicht verfügbar ist. Normalerweise liegt das daran, dass der Turbolader noch dabei ist, „aufzudrehen“. Lediglich bei der Launch Control arbeitet das eBoost-System mit einem voll aufgedrehten Turbolader zusammen – dies wird „eOverboost“ genannt.

eBoost und eOverboost sind nur durch die geschickte Platzierung des Startergenerators möglich. Es ist in den Riementrieb des Motors integriert. Daher treibt der Generator den Antriebsriemen an, indem er die Reserveleistung einer Lithium-Ionen-Batterie nutzt. Und die dafür verantwortlichen wesentlichen Komponenten sind überraschend einfach: der Generator, eine Lithium-Ionen-Batterie und ein DC/DC-Wandler.

Die Aufgaben des Generators ändern sich je nach Fahrbedingungen und er hat im Wesentlichen zwei verschiedene Zustände: „Generator“-Modus und „Motor“-Modus. Im Generatormodus kann der Generator mechanische Energie vom Riemenantrieb in elektrische Energie umwandeln, um das herkömmliche 12-Volt-Bordnetz zu unterstützen. Der Schwerpunkt des Motormodus liegt auf der Bereitstellung mechanischer Leistung für den Motor über den Riemenantrieb.

Die Lithium-Ionen-Batterie hat einen offensichtlichen Zweck: Sie speichert Strom für den Generator. Es ist im Motorraum hinten rechts untergebracht. Auch bei einem Crash wird die Batterie (und der Konverter) sofort deaktiviert. Die Aufladung erfolgt wie bei den meisten Batterien vor allem durch die Rekuperation von Energie beim Bremsen. BMW weist aber auch darauf hin, dass das Laden in „besonders ineffizienten Betriebsbereichen“ des Verbrennungsmotors erfolgt.

Der DC/DC-Wandler („Power Control Unit“) ist die Schnittstelle zwischen dem 12-Volt-System und dem serienmäßigen 48-Volt-Bordnetz des Fahrzeugs. Es ersetzt eine herkömmliche Lichtmaschine. Der Wandler kommuniziert außerdem mit der DME des Motors, um die Spannung in beiden Systemen zu regulieren und zu verteilen. Im Fehlerfall kann sich der Umrichter selbst regulieren.

Das 48-Volt-System bietet in vielen Bereichen Vorteile. Einer der größten Vorteile liegt in der überarbeiteten automatischen Start-/Stopp-Funktion des Motors. Den ersten „Kaltstart“ übernimmt immer der herkömmliche 12-Volt-Ritzel-Anlasser. Wenn die Motortemperatur jedoch über 60 Grad Celsius (140° F) liegt, übernimmt das 48-Volt-System das Starten des Fahrzeugs. Dies ermöglicht weniger Emissionen, einen um 20 % schnelleren Start und weniger störende Vibrationen und Geräusche für die Fahrzeuginsassen.

Im Leerlauf sorgt das 48-Volt-System dafür, dass der Verbrennungsmotor des Autos ruhen kann und stattdessen seine kinetische Energie zum Antrieb nutzt. Kupplungen im Getriebe des Fahrzeugs werden geöffnet und der Antriebsstrang des Fahrzeugs entkoppelt, sodass das Fahrzeug frei im Leerlauf fahren kann. Der Neustart des Motors erfolgt dank des Generators nahezu sofort. Der Nutzen liegt auf der Hand: verbesserte Effizienz und geringere Belastung des Verbrennungsmotors.

BMW gab schon früh bekannt, dass jedes Auto mit B58-Antrieb das gleiche 48-Volt-System erhält, und offenbar hat es dieses System auch beim neuen 7er mit V8-Antrieb eingeführt. Es scheint ziemlich unausweichlich, dass bald alle BMWs mit dieser Technologie ausgestattet sein werden. Die vollelektrische Zukunft steht vor der Tür. Aber teilweise dank Mild-Hybriden haben wir noch ein paar Jahre Zeit, um in den Genuss der Verbrennungsmotoren zu kommen.