Wie funktioniert die Stromversorgung im Auto?

Autos verbrauchen nicht nur Benzin oder Diesel, sondern auch immer mehr Strom. Denn nur mit modernen elektrischen und elektronischen Systemen lassen sich die Ansprüche der Autofahrer nach Komfort, Leistung und nicht zuletzt nach Sicherheit erfüllen. Hinsichtlich des Stromverbrauchs gehören dabei Klimaanlagen oder Standheizungen zu den Schwergewichten der Fahrzeugausstattung. Annehmlichkeiten wie diese kosten laut ADAC je nach Motorkonstruktion, Kühl- bzw. Heizleistung und Fahrzeug-Einsatz bis zu 0,7 Liter zusätzlichen Kraftstoffs pro Stunde.

Dass Elektrizität auch im Auto unter Energieeinsatz erzeugt werden muss, daran denkt man nicht unbedingt. So wird klassischerweise im Motorraum ein Generator – die so genannte Lichtmaschine – über Keilriemen von der Kurbelwelle angetrieben. Sie übernimmt neben der Versorgung von Verbrauchern auch das Laden der Batterie, die für die Versorgung in Stillstandszeiten zuständig ist. Da die Antriebsdrehzahl der Lichtmaschine ständigen Schwankungen unterliegt, sie aber andererseits eine gleich bleibende Spannung erzeugen soll, muss mit Hilfe eines Reglers die Spannung der Lichtmaschine bei unterschiedlichen Drehzahlen auf nahezu konstanter Höhe gehalten werden. Gleichstromlichtmaschinen geben bei niedriger Drehzahl weniger Leistung ab und sind gegen hohe Drehzahlen empfindlich. Sie werden heute nur noch selten eingebaut. Drehstromlichtmaschinen haben diese Nachteile nicht und kommen überdies ohne die Kohlebürsten der Gleichstromgeneratoren aus. Wenn die Lichtmaschine an Batterie oder Verbraucher mehr Strom liefern muss, dann erhöht sich ihr Drehwiderstand – der Verbrennungsmotor muss für den Antrieb also mehr Kraft aufwenden. Und das kostet letztendlich Sprit.

Dem wachsenden Strombedarf von Autos, deren durchschnittlicher Leistungsbedarf nach Einschätzung von Siemens VDO bis zum Jahr 2005 auf zirka 2,5 Kilowatt ansteigen wird, versuchen Industrie und Forschung mit innovativen Techniken zu begegnen. So erlaubt die von Siemens VDO entwickelte Software “Power Trader” den elektrischen Systemen im Auto, ihren Strombedarf untereinander nach Angebot und Nachfrage optimal zu regeln. In Zukunft soll nach den Plänen von BMW und anderen Fahrzeugherstellern Brennstoffzellen die nötige Energie liefern und langfristig Akkus und Lichtmaschine ersetzen. Andere Anstrengungen gehen in die Richtung, z.B. bei Hybridfahrzeugen, die beim Bremsvorgang üblicherweise als Wärme verpuffende Bremsenergie über eine so genannte Rekuperation zur Stromerzeugung zu nutzen. Letztlich bieten auch Solarmodule wie die Solarschiebedächer der Firma Webasto eine alternative Möglichkeit der Einspeisung von elektrischer Energie in das Bordsystem von Automobilen.