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Auto-Technik: So funktioniert die Rekuperation

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Rekuperation im Auto - wie zerronnen, so gewonnen

15.05.2012, 11:54 Uhr | dpa-tmn

Auto-Technik: So funktioniert die Rekuperation. Rekuperation - Rückgewinnung von Energie (Quelle: Hersteller)

Rekuperation - Rückgewinnung von Energie (Quelle: Hersteller)

Wenn Motoren arbeiten, wandeln sie im Treibstoff gebundene chemische in mechanische Energie um: Sie bringen das Auto ins Rollen. Bremst der Fahrer, geht ein Teil dieser Energie in Form von Wärme wieder verloren, die Bremsen werden heiß. Es gibt aber technische Verfahren, Energieverlusten wie diesem vorbeugen. Der Fachbegriff dafür heißt Rekuperation. Das Spritsparpotenzial ist dabei nicht unerheblich.

Rekuperation: Rückgewinnung von Energie

Das Fachwort geht auf das lateinische "recuperare" zurück, was wiedererlangen oder wiedergewinnen bedeutet. Wer beim Autokauf über Spritspartechnik wie eine Start-Stopp-Automatik nachdenkt, stößt oft auf den Begriff Rekuperationsbremse. Denn beide Verfahren zur Effizienzsteigerung werden meist gemeinsam angeboten.

Beim Rollen wird ein Generator angetrieben

"Prinzipiell bedeutet Rekuperation, dass Bewegungsenergie wieder in elektrische Energie umgewandelt wird", erläutert Arnulf Thiemel vom ADAC Technik Zentrum. Rollt ein Auto, kann ein Generator angetrieben werden, der Strom erzeugt. Die elektrische Energie wird dann in einer Batterie gespeichert. Bei herkömmlichen Autos mit Verbrennungsmotor ist der betreffende Akku die Starterbatterie, die über die Lichtmaschine als Generator geladen wird. In der Folge wird der Motor von der Aufgabe entlastet, den Ladezustand der Starterbatterie auf einem bestimmten Niveau zu halten, um zum Beispiel Heizung oder Klimaanlage zu betrieben.

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Lichtmaschine knappst an der Leistung

Allerdings brachte dieses Verfahren lange Zeit keine Effizienzsteigerung, wie Thiemel erklärt: "Vielfach wird irrigerweise angenommen, ein Generator laufe ja eh immer mit, so dass der dabei erzeugte Strom 'gratis' zur Verfügung steht." Prinzipiell minimiere die Lichtmaschine aber die Motorkraft. "Durch diese Energiewandlung entsteht eine Gegenkraft und somit ein Bremseffekt an der Welle", ergänzt Kolf vom Institut für Fahrzeugtechnik und Mobilität (IFM) beim TÜV Nord.

Bis zu 7 PS Leistungsverlust

"Ein Generator kann unter Volllast 5 bis 7 PS Motorleistung schlucken", beziffert Thiemel den Effekt. Dadurch steige der Verbrauch. "Pro 100 Watt erzeugter elektrischer Leistung muss mit etwa 0,1 Liter Mehrverbrauch des Verbrennungsmotors gerechnet werden", heißt es in einem Bericht von "Gute Fahrt" (Ausgabe 3/11).

Micro-Hybrid: Beim Rollen oder im Schubbetrieb wird Energie zurückgeholt

Doch es gibt Wege, die Lichtmaschine dennoch effizienzsteigernd einzusetzen. Dazu wird sie als Generator immer nur dann eingeschaltet, wenn der Fahrer ohnehin bremst oder im Schubbetrieb nur abrollt und damit die Motorbremse nutzt. Micro-Hybrid nennen Fachleute dieses Verfahren. "Mit Efficient Dynamics war BMW der erste Hersteller, der es in die Großserie brachte", sagt Thiemel. Auch Modelle anderer Hersteller mit Rekuperationstechnik, etwa von Audi oder Volkswagen, nutzen den Kniff.

Verbrauch sinkt um bis zu 10 Prozent

Und dieser Kniff ist richtig was wert: "Je nach Fahrzyklus und der Anzahl der Verzögerungsphasen, kann der Spritverbrauch um 5 bis 10 Prozent gesenkt werden", sagt Manfred Crampen vom Institut für Kraftfahrzeuge ander Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen.

Rekuperation macht vor allem bei E-Autos Sinn

Richtig zum Zuge kommt Rekuperation aber erst in Hybrid- und Elektroautos. Thiemel zufolge kann die Technologie dort den Sprit- und Stromverbrauch sogar um bis zu 20 Prozent senken, vor allem im Stadtverkehr mit vielen Verzögerungsphasen. Anders als bei Fahrzeugen, die ausschließlich mit Verbrennungsmotoren angetrieben werden, wird in diesen Fällen aber nicht die Starterbatterie geladen, sondern der Antriebsakku - beim Rollen und beim Bremsen.

Beim Bremsen werden E-Motoren angesteuert

"Beim leichten Betätigen des Bremspedals werden nicht gleich die mechanischen Bremsen betätigt, sondern erst einmal nur die Elektromotoren oder Generatoren angesteuert, die schwerer drehen, wenn sie Strom erzeugen, und so das Fahrzeug schon merklich abbremsen können", so Thiemel. Bis zu einem Fünftel der Leistung von Scheiben- oder Trommelbremsen könne das elektrische Verzögern ausmachen. Bei heftigeren Manövern greifen die mechanischen Bremsen ein.

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