BMW Group nutzt Kraft-Wärme-Kopplung im Auto

Mit einem innovativen Konzept ist es der BMW Group Forschung und Technik gelungen, die größte und heute noch ungenutzte Energiequelle im Auto anzuzapfen: Wärme.

Bis zu 15 Prozent weniger Verbrauch bzw. 10 Kilowatt mehr Leistung erbrachte die Kombination des neuartigen Assistenzantriebes mit einem 1,8 Liter BMW Vierzylindermotor auf dem Prüfstand. Gleichzeitig wurden bis zu 20 Newtonmeter mehr Drehmoment gemessen. Dieses Plus an Leistung und Wirtschaftlichkeit gibt es zum Nulltarif: Weil die Energie ausschließlich von der Abwärme in Abgas und Kühlwasser stammt, kostet sie keinen Tropfen Kraftstoff zusätzlich. Damit erfüllt das Forschungsprojekt alle Voraussetzungen der Philosophie von BMW EfficientDynamics: Weniger Emissionen und Verbrauch bei noch mehr Dynamik und Leistungsfähigkeit.

Bis zu fünfzehn Prozent höherer Gesamtwirkungsgrad für den Ottomotor.

Der Turbosteamer, so der Projektname, basiert auf dem Prinzip der Dampfmaschine: In zwei Kreisläufen wird Flüssigkeit zu Dampf erhitzt, der einen Motor antreibt. Primärer Energielieferant ist der Hochtemperaturkreis, der über Wärmetauscher die Abgaswärme des Verbrennungsmotors als Energiequelle nutzt. Über 80 Prozent der im Abgas enthaltenen Wärmeenergie werden so zurückgewonnen. Der Dampf strömt danach direkt in eine Expansionsmaschine, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Die noch verbleibende Restwärme übernimmt größtenteils der Kühlkreislauf des Motors, der als zweiter Energielieferant für den Turbosteamer genutzt wird. Mit dem neuartigen Assistenzantrieb klettert der Wirkungsgrad des kombinierten Antriebsystems nachweislich um bis zu 15 Prozent. "Der Turbosteamer verstärkt unsere Überzeugung, dass der Verbrennungsmotor eine in hohem Maße zukunftsfähige Technologie ist," sagt Professor Dr. Burkhard Göschel, Vorstand für Entwicklung und Einkauf der BMW AG.

Ausreichend Platz in heutigen Fahrzeugkonzepten.

Die Komponenten des Zusatzantriebes, dessen Entwicklung die Phase umfassender Prüfstandtests erreicht hat, sind von vorn herein so dimensioniert worden, dass sie in existente Modellreihen einbaufähig wären. So ergaben exemplarische Packageuntersuchungen, dass beispielsweise ein BMW der 3er Reihe ausreichend Platz bietet. Auch im Motorraum verfügt ein Vierzylindermodell noch über soviel Bauraum, dass die Expansionsmaschinen untergebracht werden könnten.

Serienreifes System innerhalb von zehn Jahren möglich.

Die Weiterentwicklung des Konzeptes konzentriert sich zunächst auf die Verkleinerung und Vereinfachung der Komponenten. Langfristiges Entwicklungsziel ist ein serientaugliches System innerhalb von zehn Jahren.

Der große Rahmen: Projekt BMW Efficient Dynamics.

Mit dem Turbosteamer zeigt die BMW Group Forschung und Technik die mittelfristigen Perspektiven des Projekts BMW EfficientDynamics. "Damit heben wir den scheinbaren Widerspruch zwischen Verbrauchs- und Emissionsreduzierungen einerseits und Fahrleistungen wie auch Agilität andererseits auf", umreißt Professor Dr. Burkhard Göschel den Kerngedanken des Programms. Getreu dem Motto, dass einige Prozentpunkte weniger Verbrauch über die gesamte Modellpalette insgesamt höhere Effekte für die Allgemeinheit erzielen als viele Prozentpunkte für ein Nischenmodell, richtet die BMW Group besonderes Augenmerk darauf, neueste Technologie für weniger Verbrauch vielen Kunden zugänglich zu machen.