Die Nutzbremsung
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Die Nutzbremsung

Die Nutzbremsung

Einer der Vorteile von Hybrid- und Elektrofahrzeugen (HEV) ist ihr Potenzial zur Rückgewinnung von Bremsenergie, ein Vorgang, der als Nutz- oder auch Rekuperationsbremsung bezeichnet wird. Hier erklären wir die Funktionsweise dieses energieeffizienten Systems und was es im Hinblick auf die Wartung bedeutet.

Was ist Nutzbremsung?

Wenn Sie an den Physikunterricht in Ihrer Schulzeit zurückdenken, erinnern Sie sich vielleicht, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann – sie wird nur von einer Form in eine andere umgewandelt. Das gleiche Prinzip gilt für das Bremsen. Damit ein Auto stoppt, muss die kinetische Energie, die sich während seiner Bewegung aufbaut, irgendwohin. In einem herkömmlichen hydraulischen Bremskreis wird daher die Reibung, die zwischen Bremsbelag und -scheibe oder Bremstrommel und -klotz entsteht, genutzt, um die kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umzuwandeln. Die Wärme wird dann an die Umgebung abgeleitet und das Auto wird langsamer.
 
In Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit Nutzbremsung wird diese Energie weitaus besser genutzt. Statt sie einfach an die Luft freizusetzen, wandelt das Fahrzeug sie in elektrische Energie um, die in den Batterien des Fahrzeugs gespeichert wird. Die gespeicherte Energie hilft nicht nur, das Auto zu stoppen, sondern liefert auch Elektrizität für das weitere Fahren an den Elektromotor und erhöht so seinen Wirkungsgrad.

Wie funktioniert Nutzbremsung?

Während ein Fahrzeug mit Nutzbremssystem gefahren wird, entnimmt der Elektromotor der Batterie Spannung, um die Räder zu drehen, und erzeugt so die kinetische Energie, die er zur Bewegung benötigt. Beim Betätigen der Bremsen wird der Prozess dagegen umgekehrt. Jetzt sorgt die kinetische Energie, die zuvor zum Antrieb des Fahrzeugs diente, dafür, dass die Räder den Elektromotor drehen, und verwandelt ihn so in einen Generator. Statt Elektrizität zu verbrauchen, beginnt der Motor/Generator sie mithilfe der kinetischen Energie des Fahrzeugs zu erzeugen. Die elektrische Energie wird dann in einer Hochvoltbatterie gespeichert, wo sie erneut verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben. Da Nutzbremsung die kinetische Energie des Fahrzeugs in Elektrizität umwandelt, kann sie es auch verlangsamen – auf die gleiche Weise, wie eine Hydraulikbremse die Reibung nutzt.

Besitzen HEV auch ein hydraulisches Bremssystem?

In den meisten Fällen liefert der elektrische Motor/Generator ausreichend Bremskraft, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Wenn es jedoch mit hoher oder sehr niedriger Geschwindigkeit fährt, stillsteht oder die Batterie vollständig geladen, zu heiß oder zu kalt ist, kann der Elektromotor allein kein ausreichendes Bremsmoment liefern und benötigt die Unterstützung eines hydraulischen Bremssystems. In welchem Umfang hängt weitgehend vom Fahrzeug ab. Bei einem Toyota Prius der frühen Generation (2001-2004) werden beispielsweise die hydraulischen Bremsen - außer bei harten Bremsungen - erst genutzt, wenn das Fahrzeug mit weniger als 11 km/h fährt.

Was bedeutet dies für die Bremsenwartung?

Weil die hydraulischen Bremsen im Wesentlichen ein Reservesystem sind, werden sie weniger genutzt und sollten daher theoretisch länger halten. Die Realität kann jedoch ganz anders aussehen – bei geringerem Gebrauch können sich schnell Rost und Schmutz ansammeln und die Reibfläche der Bremsscheibe, die Belaghalterung sowie die Bremssattelkolben/Gleitbolzen beeinträchtigen. Die wichtigen Bremskomponenten verschleißen also weiter – nur anders.

Nehmen wir den Bremssattelträger als Beispiel. Durch Korrosion bei weniger Gebrauch der Bremse können die Bremsbeläge ggf. nicht vollständig von der Bremsscheibe abgezogen werden. Dies verursacht beschleunigten und ungleichmäßigen Verschleiß. Abhängig davon, wo sich die Korrosion befindet, kann es auch sein, dass die Bremsbeläge die Bremsscheibe nicht richtig berühren. Entsprechend wird Korrosion auf der Reibfläche der Bremsscheibe nicht vollständig entfernt, wodurch auch Lochfraß der Scheibenbremse auftritt.

Natürlich verursachen Alter, Fahrbedingungen und Umweltfaktoren wie Wasser, Salznebel und Temperaturänderungen ebenfalls eine Abnutzung der Systemkomponenten – ganz wie bei jedem anderen Fahrzeug auch. Daher ist es noch immer am besten, das gesamte Bremssystem regelmäßigen Wartungskontrollen zu unterziehen, egal, ob es um ein Fahrzeug mit Hybrid-, Elektro- oder Verbrennungsmotorantrieb geht. Denken Sie einfach nur daran, die Sicherheitsmaßnahmen zu befolgen, die im Handbuch des Fahrzeugherstellers aufgeführt sind.