42 Volt im Auto

Dr. Alfons Graf, Leiter der Abteilung Automotive Power Innovation im Geschäftsbereich Automobil- und Industrie-Elektronik, Infineon Technologies AG

TELI-Expertengespräch am 13. November 2002 auf der Electronica 2002

 

In der Automobilwelt wird seit 1995 über die Einführung eines 42-Volt-Bordnetzes (42 V Power Net) nachgedacht, um den Leistungsfluss der eingesetzten Primär-Energiequellen (Kraftstoff, Batterie) im Kfz so zu steuern und zu optimieren, dass die zu bedienenden elektrischen, mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Fahrzeugkomponenten möglichst effizient und damit wirtschaftlich sinnvoll bedient werden können. Dabei geht es nicht um den Antrieb von Elektromotoren (Elektroautos) mit Energie aus Batterien, sondern um Vorteile, die der zunehmenden "Elektronifizierung" im Auto besser gerecht werden.

Aus heutiger Sicht versteht man unter "Elektronik" im Auto noch mehr den Bereich von Kommunikation, Datenverarbeitung, Informations- und Navigationssysteme, Sicherheitsanwendungen oder Unterhaltungstechnik. Zukünftig wird es aber einen Austausch von mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Aggregaten durch elektrisch unterstützte oder direkt elektrisch angetriebene Systeme geben. Typische Beispiele sind die Servolenkung im Stand (EPS), der Klimakompressor, das ABS-System sowie die Benzin- und Wasserpumpe.

In erster Linie wird das 42-V-Bordnetz jedoch mit dem klassischen Verbrennungsmotor und einem Startgenerator in Verbindung gebracht. Man spricht von Mild-Hybrid- (Toyota) oder Soft-Hybrid-Fahrzeugen. Diese sind in der Lage, Bremsenergie zurück zu gewinnen und damit Start- und Stopvorgänge ohne zusätzlichen Motoreinsatz zu bewerkstelligen. Die dafür notwendigen Leistungen von mehr als 30 Kilowatt sind über das 42-V-Netz deutlich besser zu handhaben. Die Hauptargumente für die Einführung des 42-V-Netzes dürfte aber die deutliche Kraftstoffeinsparung und die damit einhergehende Schadstoffreduktion sein.

Die Halbleiterindustrie kann gut mit 42 V leben, wenngleich auch verschiedene Probleme noch zu lösen sein werden. So wird z. B. der Betrieb der herkömmlichen 12-V-Lampen oder der 12-V-Kleinmotoren nur mit Hilfe einer Pulsweitenmodulation (PWM) möglich sein. Nicht unerwähnt muss die Frage nach der Sicherheit bzw. der Verhinderung von Kurzschlüssen im Auto bleiben. Insgesamt stellt die Realisierung des 42-V-Bordnetzes für Entwicklungsingenieure eine echte Herausforderung dar. Das Netz bietet aber auch viele Chancen und Vorteile, sodass sich das System neben dem 12-V-Netz nicht zuletzt wegen seiner Wirtschaftlichkeit langfristig am Markt durchsetzen wird.

Herbert Pollak