B5-TPH

-Prototyp-

Fossile Brennstoffe werden immer knapper und teurer, der Wechsel hin zu sauberer, erneuerbarer, elektrischer Sekundär-Energie ist unvermeidlich. Deshalb hat FHI die Entwicklung hochleistungsfähiger Energie-Speichersysteme intensiviert. Ein Schritt in diese Richtung sind Hybridsysteme wie der Subaru B5-TPH. Das Konzeptfahrzeug auf der Basis des Outback ist eine Mischung aus Sportkombi, Coupé und SUV, verfügt über den Subaru-typischen Symmetrical AWD und mindestens 200 Millimeter Bodenfreiheit.

Strategisch ist die TPH-Technologie als Energiequelle für saubere Fahrzeuge für Subaru von hoher Bedeutung. Mit dem klaren Entwicklungsfokus auf eine künftige Großserienfertigung wird das System in die Subaru-Kerntechnologien Boxermotor und Symmetrical AWD integriert.

Bei der Turbo Parallel Hybrid-Technologie wird ein dünner, zehn Kilowatt starker Elektromotor direkt auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors platziert. Er spielt eine wichtige Rolle, da er das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen erheblich verstärkt. Die Kombination des Generators und des Boxer-Turbomotors, der nach dem Miller-Prinzip*) arbeitet, liefert einerseits außerordentliches Drehmoment bei mittleren Drehzahlen und anderseits enorme Beschleunigung und hohe Wirtschaftlichkeit im Alltagsbetrieb. Zur exzellenten Leistungsfähigkeit in allen Bereichen trägt Motor-Assist bei: Dabei greift der Elektromotor frühzeitig ein und behebt auf diese Weise die für Turbomotoren typische Drehmomentschwäche bei niedrigen Drehzahlen. So bringt das TPH-System das Turbotriebwerk über das gesamte Drehzahlband auf eine höhere Leistungsstufe. Außerdem sind in dem Hybrid-AWD-System entscheidende Funktionen vereint: Der Elektromotor treibt die Räder an, der Generator gewinnt die Bremsenergie zurück und leitet diese "regenerative" Energie in die Batterien. Zur Steigerung des Wirkungsgrades von TPH setzen die Ingenieure auf hochleistungsfähige Mangan-Lithium-Ionen-Batterien, die gemeinsam mit dem Kooperationspartner NEC Lamillion Energy Co., Ltd. entwickelt werden. Dieses Joint Venture zwischen FHI und NEC wurde bereits 2002 gegründet.

Der B5-TPH ist mit einer dieser hochmodernen Li-ion-Batterie bestückt, die den Elektromotor mit Strom versorgt. Verglichen mit Nickel-Metallhydrid-Batterien, wie sie normalerweise in vielen Hybridfahrzeugen verwendet werden, übertrifft die Mangan-Lithium-Ionen Batterie diese an Energiedichte, gleichzeitig bleiben die überlegene Fähigkeit der spontanen Ladung und Zündung sowie die außerordentliche Langlebigkeit normaler Kondensatoren erhalten. Neue Materialien an der Anode des Li-ion-Kondensators verdoppeln theoretisch die Speicherkapazität heutiger Kondensatoren, indem sie die Pre-Doping-Technik einsetzen.

Dabei bestehen Elektrolyt und die negative Elektrode (Kathode) aus einem neu entwickelten Li-ion-Karbonmaterial, und diese Technologie ermöglicht den Einschluss einer großen Anzahl von Lithium-Ionen an der Kathode, erhöht damit Ladekapazität und elektrische Potenzialdifferenz und ermöglicht hohe Spannungen, ohne die Leistung der positiven Elektrode (Anode) zu beeinträchtigen. Die Batterieeinheit ist mit der elektronischen Kontrolleinheit in einer Baugruppe untergebracht und befindet sich im Heck des Fahrzeugs.

*) Der Miller-Zyklus
1947 meldete der Amerikaner Ralph Miller seinen "Miller-Motor" zum Patent an. Durch Modifikationen am Active Valve Control System (AVCS) des Vierzylinder-Turbo-Boxermotors verzögert der "Miller-Zyklus" das Schließen der Einlassventile. Dabei wird ein Teil des angesaugten Luft-Benzin-Gemischs durch das Einlassventil, das im Verdichtungstakt noch eine Zeitlang offen steht, sofort wieder ausgestoßen. Der Turbomotor verliert nichts von seiner Leistungsfähigkeit bei hohen Drehzahlen, Verbrauch und CO2-Emissionen werden gesenkt.

B5-TPH Vorläufige Technische Daten (Referenz)
Allgemeine Informationen

© 2005-2011 Frank Göpfert