BMW nutzt die Abwärme von Motoren
Eines der größten Ärgernisse beim Verbrennungsmotor ist sein geringer Wirkungsgrad. Doch die Wärmeverluste lassen sich nutzen: ganz unmittelbar für den Antrieb oder um das Bordnetz des Autos zu entlasten
- ggo
München, 30. August 2011 – Eines der größten Ärgernisse beim Verbrennungsmotor ist sein relativ geringer Wirkungsgrad, selbst gute Dieselmotoren kommen beim Pkw kaum über 40 Prozent. Was nicht in Vortrieb umgesetzt wird, entweicht zu einem großen Teil als Wärme. Sie lässt sich zwar im Winter für die Innenraumheizung nutzen, ist davon abgesehen aber verschenkte Energie. BMW forscht bereits seit Jahren an verschiedenen Verfahren, welche die Abwärme nutzbar machen. Angriffspunkte dafür gibt es genügend, denn sie lässt sich etwa dem Kühlwasser oder dem Abgas entziehen.
Dampfmaschine
Ein Ansatz von BMW besteht darin, mit dem so genannten "Turbosteamer" Energie auf der Grundlage eines Dampfprozesses zu gewinnen. In der ersten Generation der Technik, die BMW 2005 vorstellte, sahen die Ingenieure dafür zwei Kreisläufe vor. Primärer Energielieferant war ein Hochtemperaturkreislauf, der über einen Wärmetauscher die Abgaswärme nutzte. Darüber hinaus wurde die Kühlwasserwärme sowie die Restwärme des Hochtemperaturkreislaufs in einen Niedertemperaturkreislauf eingekoppelt. Am Prüfstand erzielte BMW damals eine Zusatzleistung von 15 Prozent für das kombinierte Antriebssystem – "kombiniertes Antriebssystem" deswegen, weil nicht nur der Verbrennungsmotor die Kurbelwelle antrieb, sondern eben auch die "Dampfmaschine".
Bei der zweiten Generation des Turbosteamers wählte BMW einen etwas anderen Ansatz: Erstens konzentrierten sich die Entwickler ausschließlich auf den Hochtemperaturkreislauf, zweitens konnten sie die Größe der beteiligten Komponenten deutlich verringern und drittens wird nun die Energie nicht direkt mechanisch auf die Kurbelwelle übertragen, sondern in elektrische Energie umgesetzt. Diese Lösung hat laut BMW hinsichtlich "Kosten, Gewicht und Bauraum für eine Industrialisierung deutliche Vorteile im Vergleich zu bisherigen Konzepten". Der Schwenk zur Stromerzeugung statt einer Umsetzung in Vortrieb hängt wohl damit zusammen, dass die Bordnetzanforderung bereits hoch sind und noch höher werden. Alles was es an Sicherheits-, Komfort- oder Infotainmentfunktionen im Fahrzeug gibt, muss letztlich von dem Strom versorgt werden, den normalerweise über den Umweg des Generators der Verbrennungsmotor erzeugen muss.