Batterietechnologie
Was ist die Start-Stopp-Automatik und wie funktioniert sie?
Dieser Beitrag ist wie folgt aufgeteilt:
Die Start-Stopp-Automatik: Eine technische Innovation zugunsten der Umwelt
Die Idee hinter dem Start-Stopp-System ist einfach: Wird der Motor des Fahrzeugs bei kurzen Wartezeiten, zum Beispiel an einer Verkehrsampel ausgestellt, sinken der Kraftstoff-Verbrauch und die Emissionen. So hilft die Start-Stopp-Automatik dabei, Treibstoff zu sparen und das Klima zu schützen. Mit der Technologie lassen sich die CO2-Emissionen um 3 – 8% reduzieren. Der Nutzen für die Umwelt und die verbesserte Wirtschaftlichkeit gewährleisten eine rasche Verbreitung der Start-Stopp-Automatik über alle Fahrzeugklassen hinweg. Auch angesichts der verschärften Bestimmungen der EU zum Schadstoffausstoß von Kraftfahrzeugen gehen Autohersteller dazu über, in ihren Flotten intelligente Start-Stopp-Systeme zu implementieren.
So funktioniert die Start-Stopp-Automatik
Das Start-Stopp-System registriert, wenn das Auto steht und ermittelt anhand von Sensoren eine Reihe weiterer Faktoren zum Betriebszustand des Fahrzeugs. Hält der Autofahrer oder die Autofahrerin vor einer roten Ampel an und legt den Leerlauf ein, stellt das Start-Stopp-System den Motor ab. Bei einigen neueren Modellen schaltet der Motor sogar schon ab, wenn die Geschwindigkeit unter einen bestimmten Wert fällt. Obwohl der Motor, und damit die primäre Energiequelle für alle Systeme, abgeschaltet ist, werden alle angeschlossenen elektrischen Verbraucher und Assistenten weiterhin mit Strom versorgt. Dafür sorgt die Fahrzeugbatterie. Sobald die Kupplung betätigt wird, lässt die Start-Stopp-Automatik den Motor wieder anspringen. Bei Fahrzeugen mit Automatik oder Doppelkupplungsgetriebe reagiert das Start-Stopp-System einzig auf die Betätigung der Bremse. Wird das Fahrzeug bis zum Stillstand abgebremst und bleibt der Fuß des Fahrers oder der Fahrerin auf der Bremse, stellt die Start-Stopp-Automatik den Motor ab. Wird die Bremse freigegeben, bringt die Automatik den Motor wieder zum Laufen.
Sensoren steuern die Start-Stopp-Automatik
Eine Start-Stopp-Automatik bezieht ihre Informationen zum Fahrzustand von verschiedenen Sensoren. Neutralgangsensor, Raddrehzahlsensor und Kurbelwellensensor informieren darüber, ob das Auto steht oder fährt. Das Motorsteuergerät koordiniert die Start- und Stopp-Vorgänge und harmonisiert sie mit dem Energiemanagement. Der elektronische Batteriesensor EBS übermittelt Daten zum Ladezustand, zur Spannung und zur Batterietemperatur. Da bei jedem Start des Motors die Spannung im Bordnetz kurzzeitig abfällt, ist ein Ausgleich notwendig, um eine störungsfreie Funktion wichtiger Geräte und elektronischer Assistenten zu gewährleisten. . Damit der Anlasser die mit dem vermehrten Startvorgängen verbundenen Strapazen übersteht und nicht vorzeitig verschleißt, sind besonders belastete Bauteile der Startereinheit verstärkt und auf lange Standzeiten ausgelegt. Dies betrifft Lager, Getriebe und Einspurmechanik des Anlassers.
Rekuperation und Start-Stopp-Automatik: Neue Batteriegenerationen für innovative Technologien
Während herkömmliche Starterbatterien schon beim Einsatz in Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik an ihre Grenzen stoßen, wurden Batterien mit AGM-Technologie speziell für Fahrzeuge entworfen, die neben einem Start-Stopp-System über eine Bremsenergie-Rückgewinnung (Rekuperation) und weitere spritsparende Systeme verfügen. Eine Batterie mit AGM-Technologie ist in der Lage, die per Rekuperation eingespeiste Energie mit hohem Wirkungsgrad aufzunehmen. Batterien mit EFB-Technologie hingegen sind ausschließlich für Autos mit Start-Stopp-Automatik der Einstiegsklasse ausgelegt.
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Rekuperation – So wird Strom aus Bremsenergie erzeugt
Bei der Rekuperation oder Bremsenergie-Rückgewinnung wird elektrische Energie erzeugt, sobald das Fahrzeug bremst und der Motor in den Schubbetrieb geht. Der Generator in Autos mit Rekuperation speist die gewonnene Energie zurück in die Batterie, statt ihn zu vergeuden und um diese in der anschließenden Stopp-Phase für den Betrieb der Komfortfunktionen zu nutzen. Durch die Verwendung dieser effizienten Technologie und einer leistungsfähigen AGM-Batterie lassen sich höhere Treibstoffeinsparungen als bei einfachen Start-Stopp-Systemen erzielen und Emissionen reduzieren. Um den Gesamtwirkungsgrad weiter zu steigern, wird in einigen Fahrzeugen die normalerweise ständig mitlaufende (und Motorleistung fordernde) Lichtmaschine bei Beschleunigungsvorgängen abgekoppelt. Somit steht die gesamte Motorleistung für den Beschleunigungsvorgang zur Verfügung und der Motor kann besonders effizient arbeiten. In dieser Phase werden alle elektrischen Funktionen von der Batterie versorgt – dies zeigt einmal mehr, wie wichtig eine leistungsfähige und auf das Energiemanagement des Fahrzeugs abgestimmte Batterie in modernen Bordnetzen ist.