e-turbo
Ein elektrifizierter Turbolader mit elektrischer Hochlaufunterstützung durch einen Zusatzmotor, um die Turbine auf Drehzahl zu bringen und die Turboladeträgheit zu verringern. Im Elektromodus fungiert der Turbo wie ein Kompressor, angetrieben durch Eingangsleistung statt Abgase.
e-turbo: Turbolader mit elektrischem Motorantrieb
Ein e-turbo ist ein Turbolader, der mit einem Elektromotor ausgestattet ist, welcher die Turbinenwelle unabhängig vom Abgasstrom antreibt. Der Motor mit einer typischen Leistung zwischen 10 und 20 Kilowatt dreht die Turbine bei niedriger Drehzahl und beim Beschleunigen an und liefert Ladedruck, wenn die Abgasenergie allein nicht ausreicht. Sobald Motordrehzahl und Abgasvolumen ausreichend sind, koppelt der Motor aus und der Turbo arbeitet konventionell, angetrieben durch heißes Abgas, das über das Turbinenlaufrad strömt. Diese Hybridanordnung beseitigt Turboloch, die Verzögerung zwischen dem Betätigen der Drosselklappe und dem Anliegen des Ladedrucks.
Der Elektromotor wird von der Hochvoltbatterie des Fahrzeugs versorgt, dem gleichen Akku, der den Hauptmotor in Hybrid- und batterieelektrischen Fahrzeugen speist. Kupplungen oder Freilaufmechanismen sorgen dafür, dass der Motor nicht bremst, sobald der Turbo selbstständig läuft. Turbinen- und Verdichterlaufrad bleiben konventionell, aber das Wellengehäuse und die Lagerstruktur müssen die Motoranbindung und die zusätzlichen Lasten aufnehmen. Die Integration in die Motorsteuerung erfordert sorgfältige Abstimmung: Der Motor muss sauber abschalten, um Ansaugheulen zu vermeiden, und der Übergang vom elektrischen zum abgasgetriebenen Betrieb muss nahtlos erfolgen, um Fahrprobleme zu vermeiden.
Position des e-turbo auf dem Markt
E-turbo-Technik ist am häufigsten in Mild-Hybrid- und Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen anzutreffen, wo bereits eine Batterie vorhanden ist. Sie kommt in Diesel- und Ottomotoren vor, wobei Diesel-Anwendungen häufiger sind, weil Dieselmotoren bereits bei niedriger Drehzahl erhebliche Abgashitze erzeugen und das Loch-Problem besonders akut ist. Vollelektrische Batteriefahrzeuge nutzen selten Turbolader irgendeiner Art, wodurch e-turbo überflüssig wird. Konventionelle Autos ohne bordeigene Stromspeicher können diese Technologie wirtschaftlich nicht einsetzen.
E-turbo unterscheidet sich von einem Kompressor dadurch, dass er nach getaner Motorarbeit Abgasenergie passiv nutzt, was ihn bei konstanter Fahrt effizienter macht als ein riemengetriebenes Gebläse. Er unterscheidet sich von einem einfachen Turbolader in Kosten und Komplexität: Der Motor, der Wechselrichter, der Kupplungsmechanismus und die Software addieren mehrere hundert Euro zur Fahrzeugrechnung hinzu und führen zusätzliche Ausfallstellen ein. Der Name spiegelt die Unterstützung durch den Elektromotor wider und unterscheidet die Technologie von älteren Konzepten wie Variabilitäts-Turbos, die Turbinenleitschaufeln verstellen, aber vollständig vom Abgasstrom abhängen.