Die Zukunft fährt Hybrid: Subaru entwickelt 2 neue Technologien

Fuji Heavy Industries Ltd., Mutterkonzern der Marke Subaru, hat den Einstieg in den Bau umweltfreundlicher Hybrid-Antriebssysteme angekündigt. Als unmittelbare Reaktion auf diese Ankündigung stieg der Kurs der Aktien von Fuji Heavy Industries an der Tokioter Börse um 5,7 Prozent.

Die zwei neuen Technologieprojekte zielen auf die Entwicklung umweltfreundlicher Fahrzeuge:

1. 1. Turbo Parallel Hybrid (TPH): Dabei handelt es sich um ein revolutionäres Antriebssystem für das Hybridfahrzeug (Hybrid Electric Vehicle HEV), das FHI im Jahr 2007 zu Erprobungszwecken auf den Markt bringen wird.
2. 2. Der Lithium-Ionen-Kondensator (Li-ion): Diese Technologie soll die künftig wesentlich größeren Einsatzmöglichkeiten von Batterien in Fahrzeugen vorwegnehmen.

Dabei hat FHI intensiv die Möglichkeiten der praktischen Umsetzung dieser Umwelttechnologien in seinen künftigen Modellen untersucht.

Strategisch ist die TPH-Technologie als Energiequelle für den Betrieb sauberer Fahrzeuge für Subaru von hoher Bedeutung. Das System, das FHI mit dem klaren Fokus auf eine künftige Großserienfertigung entwickelt hat, wird in die Subaru-Kerntechnologien von Boxermotor und Symmetrical AWD integriert.

Bei der Turbo Parallel Hybrid-Technologie wird ein dünner, zehn Kilowatt starker Elektromotor zwischen den Verbrennungsmotor und das Automatikgetriebe platziert. Die Kombination des Motorgenerators und des Boxer-Turbomotors, der nach dem Miller-Prinzip* arbeitet, bildet ein System, das sowohl kraftvolles Durchzugsvermögen bei mittleren Drehzahlen (vergleichbar mit konventionellen Turbomotoren bei Drehzahlen im Arbeitsbereich des Laders) und gleichzeitig enorme Beschleunigung und hohe Wirtschaftlichkeit im praktischen Alltagsbetrieb liefert. Ermöglicht wird diese exzellente Leistungsfähigkeit in allen Bereichen durch Motor-Assist, ein System zur Verstärkung des Motordrehmoments bei niedrigen Drehzahlen.

Verglichen mit dem bisherigen Hybridsystem SSHEV (Sequential Series Hybrid Electric Vehicle) ist TPH noch kostengünstiger, weil es mit einem kompakteren Elektromotor und einer kleineren Batterie arbeitet.

Zur zukünftigen Steigerung des Wirkungsgrads von TPH plant FHI den Einsatz von hochleistungsfähigen Mangan-Lithium-Ionen-Batterien, die derzeit vom Partner NEC Lamillion Energy Co., Ltd. entwickelt werden. Dieses Joint Venture zwischen FHI und NEC wurde bereits 2002 gegründet.

Bei dem Li-ion-Kondensator wurde die Energiedichte erheblich erhöht, gleichzeitig blieb die überlegene Fähigkeit der spontanen Ladung und Zündung sowie die außerordentliche Langlebigkeit normaler Kondensatoren erhalten. Die negative Elektrode (Kathode) besteht aus einem neu entwickelten Li-ion-Karbonmaterial, der Elektrolyt besteht ebenfalls aus Li-ion. Diese Technologie wird "Pre-Doping" genannt und ermöglicht den Einschluss einer großen Anzahl von Lithium-Ionen an der Kathode dieses neuen Kondensators, erhöht damit die Kapazität und die elektrische Potenzialdifferenz und ermöglicht hohe Spannungen, ohne die Leistung der positiven Elektrode (Anode) zu mindern.

Darüber hinaus beinhaltet das Prinzip des Li-ion-Kondensators das Potenzial für größere Vielseitigkeit und höhere Leistung der Kondensator-.Okklusion. Für die Hochenergiespeicherung in Kondensatoren wurden zahlreiche neue Materialien getestet, und es wurden erhebliche Fortschritte auf diesem Gebiet erzielt. Die Verwendung bestimmter neuer Materialien an der Anode in Verbindung mit der Pre-doping-Technik des Li-ion-Kondensators verdoppelt theoretisch die Speicherkapazität heutiger Kondensatoren.

Zurzeit führt FHI Leistungstests an Prototyp-Zellen des neuen Li-ion-Kondensators durch. Eine erfolgreiche Kommerzialisierung des Li-ion-Kondensators in Kompaktfahrzeugen würde eine Vielzahl neuer Geschäftsfelder eröffnen und könnte helfen, die gestiegene Nachfrage nach Bussen, Lastwagen und Pkw mit Hybridantrieb zu befriedigen. Außerdem könnte der neue Kondensator potenziell eine Alternative zu herkömmlichen Bleibatterien sein.

Der Umweltschutz und der Wechsel von fossilen Brennstoffen hin zu sauberer, erneuerbarer, elektrischer Sekundär-Energie sind heute allgemeiner gesellschaftlicher Konsens. Deshalb intensiviert FHI die Entwicklung hochleistungsfähiger Energie-Speichersysteme, denn sie sind die Schlüsseltechnologie für den künftigen Einsatz von Fahrzeuge mit Hybridsystemen, Brennstoffzellen und Elektroantrieb.

Als Konsequenz dieser Überlegungen konzentriert sich FHI besonders auf die Entwicklung von Speichersystemen und die Anwendung von Hochenergie-Mangan-Li-ion-Batterien der NEC Lamillion Energy in Prototyp-Hybrid-Fahrzeugen wie dem Subaru R1e. Dieser Ansatz erlaubt es FHI, mit einem MINImalen Einsatz von Forschungsgeldern einen hohen technischen Mehrwert zu erzielen und Lösungsansätze für den praktischen Einsatz und die Serienfertigung von hochleistungsfähigen Mangan-Li-ion-Batterien zu finden.

Die TPH-Technologie und der Li-ion-Kondensator sind die jüngsten FHI-Projekte zur Entwicklung von Energie-Speichersystemen. Ihre praktischen Vorzüge unterstreichen die Entschlossenheit von Fuji Heavy Industries zur Entwicklung von Umwelttechnologien.

Miller-Motor

Der Amerikaner Ralph Miller hat seinen "Miller-Motor" 1947 zum Patent angemeldet. Dabei wird ein Teil des angesaugten Luft-Benzin-Gemischs durch das Einlassventil, das im Verdichtungstakt noch eine Zeitlang offen steht, sofort wieder ausgestoßen. Die Zylinder werden also schlechter gefüllt, was eine geringe Abgastemperatur, weniger Schadstoffe und eine geringe Klopfneigung zur Folge hat. Den Nachteil der schlechten Füllung gleicht ein Kompressor aus. Der Lader drückt dem Motor weit mehr Gemisch ein, als er ansaugen könnte - dank des offen stehenden Einlassventils ganz ohne Klopfgefahr. In der Praxis fährt sich der Miller-Motor wie ein normales Kompressor-Triebwerk.