Rekuperation, was ist das eigentlich?
Anstatt beim Bremsen Bewegungsenergie in Wärme umzuwandeln, lässt sie sich auch in Form von Strom zurückgewinnen. Dann spricht man von Rekuperation. So funktioniert’s!
SP-X/Köln. Wer im Physik-Unterricht aufgepasst hat, hat irgendwann mal etwas vom Energieerhaltungssatz gehört. Der besagt, vereinfacht, dass Energie nicht verloren gehen kann. Sie wird höchstens umgewandelt. Das passiert zum Beispiel beim Bremsen: Die Bewegungsenergie des Fahrzeugs wird beim Bremsen für gewöhnlich durch die mit den Bremsscheiben und -zangen beziehungsweise -belägen erzeugte Reibung in Wärme umgewandelt. Das Ergebnis: Der Wagen steht und die Bremsen sind heiß.
Man kann das Auto aber auch abbremsen und sich die dabei frei gesetzt Energie zu Nutze machen. Das Stichwort heißt Rekuperation und ist mit zunehmender Verbreitung von Elektro-Autos längst kein Fremdwort wer. Wer neben dem Physik-Unterricht auch in der Latein-Stunde gut zugehört hat weiß, dass recuperatio für Wiedererlangung steht. Und genau darum geht’s. Statt die Bremsen zu erhitzen kann man die Energie auch zurückgewinnen, also wiedererlangen. Elektroautos und Hybride sind dafür prädestiniert, weil sie ohnehin schon über einen E-Motor verfügen, der – salopp gesagt – andersrum betrieben zum Generator wird.
Die Räder können auch Strom erzeugen
Statt also mit Strom den Elektromotor in Gang zu setzen und darüber die Räder anzutreiben, können auch die Räder den E-Motor bewegen und auf diese Weise Strom erzeugen. Strom, der wieder in die Batterie eingespeist wird – auch die ist bei den E-Autos sowieso vorhanden. Dank der Rekuperation lassen sich bei einem Elektro-Auto zahlreiche Extra-Kilometer Reichweite generieren. Und: Die Technik macht die mechanische Bremse in vielen Fällen überflüssig. Bei vielen Stromern kann man die Rekuperationsstärke einstellen, einige verzögern sogar bis zum Stillstand. Das Bremspedal muss man nur selten treten, man spricht deshalb auch vom One-Pedal-Driving: Lässt man das Gas- beziehungsweise Fahrpedal los, bremst das Auto. Wichtig: Rekuperation funktioniert nur dann, wenn auch Platz in der Batterie ist, um den Strom aufzunehmen. Ist der Akku ganz voll, rollt auch ein E-Auto einfach aus, wenn man nicht auf die Bremse tritt.
Das ist auch der Grund, warum Rekuperation in herkömmlichen Verbrenner-Autos kaum eine Rolle spielt. Sie haben keinen Platz, um die Energie einzulagern und es fehlt am E-Motor, sprich einem entsprechend kräftigen Generator. Möglich ist die Rekuperation in diesem Fall über die Lichtmaschine, die allerdings weit weniger leistungsstark ist und nur einen geringen Energieanteil zurückgewinnen kann. Als einer der ersten hat BMW diese Technik eingesetzt, um mit dem Strom das Bordnetz zu stützen und den Stromverbrauch von Radio, Navigationssystem und Co. abzufedern – und damit am Ende den Kraftstoff-Verbrauch zu senken. Mit zunehmender 48-Volt-Hybridisierung steigt aber auch das Rekuperations-Potenzial von Verbrennern: Größere Batterien halten Einzug und sowohl die Riemenstarter-Generatoren (RSG, im Grunde besonders starke Anlasser) als auch die integrierten Starter-Generatoren (ISG, ein kleiner E-Motor, der direkt an der Kurbelwelle angreift) können schon deutlich mehr Strom zurückgewinnen als die klassische Lichtmaschine.
Titelbild: Rekuperation des ID. R Pikes Peak, Copyright Volkswagen AG
