Den Anfang machte Audi vor zwei Jahren im SQ7. Im vergangenen Jahr brachten die Ingolstädter mit dem neuen A8 ihr zweites Auto auf den Markt, das ein Bordnetz mit 48 Volt Spannung enthält. Im Frühjahr kommt nun der A7 Sportback in zweiter Generation in den Handel, und auch dieses Modell ist neben dem konventionellen 12-Volt-Netz mit einem 48-Volt-Netz ausgestattet.

Warum die höhere Spannung – schließlich beträgt sie seit fast 50 Jahren in den Autos 12 Volt? Inzwischen gibt es eine Vielzahl stromhungriger Systeme, die das schwache Netz an seine Belastungsgrenzen bringen. Damit der Stromkreis im Auto nicht zusammenbricht, installieren die Hersteller ein zweites, stärkeres Bordnetz. Experten gehen davon aus, dass es schon bald in vielen Fahrzeugen zwei Teilbordnetze geben wird. Mit der herkömmlichen Spannung werden wie bisher Lichter und Radio versorgt, mit der höheren Spannung, den 48 Volt, Klimakompressor und elektrische Lenkung.

Der wichtigste Grund aber, weshalb die Automobilhersteller eine höhere Spannung in die Fahrzeuge bringen: Mit ihr lässt sich der Spritverbrauch reduzieren und somit die Emissionen senken. Das heißt, das 48-Volt-Netz macht Autos zu sogenannten Mildhybriden – diese sind, im Gegensatz zu Plug-in- und Vollhybriden, nicht in der Lage, rein elektrisch zu fahren.

Kraftstoffeinsparung bis zu 15 Prozent

Es gibt zwei Arten von Mildhybriden. Die einfachste Variante ist eine 48-Volt-Lichtmaschine, ein sogenannter Riemen-Starter-Generator. Das ist eine elektrische Maschine, die Strom generieren und abgeben kann. Beim Bremsen treibt ein Riemen den Generator an, ähnlich einem Dynamo am Fahrrad. Dadurch wird Strom erzeugt, der in einem Lithium-Ionen-Akku gespeichert wird. Beim Anfahren oder Beschleunigen gibt die Batterie diese Energie an den Generator ab, der den Verbrenner unterstützt.

"Das senkt den Spritverbrauch um 10 bis 15 Prozent. Auch deshalb führen die Automobilhersteller 48-Volt-Bordnetze ein", sagt Oliver Zirn, Professor an der Hochschule Esslingen mit Schwerpunkt Elektrifizierung in der Fahrzeugtechnik. Dank der höheren Spannung kann deutlich mehr Bremsleistung – bis zu 13 kW – in Strom umgewandelt und gespeichert werden als bei herkömmlichen 12-Volt-Bordnetzen, die maximal 2 kW elektrische Leistung ermöglichen.

Die andere Art der Mildhybridisierung besteht darin, den Generator direkt an der Kurbelwelle zu betreiben. Das ist zwar etwas aufwendiger, aber: "Das erhöht den Wirkungsgrad des Systems, weil keine Kraft mehr über den Riemen verlorengeht", erläutert Zirn. Ein positiver Nebeneffekt der höheren Spannung im Bordnetz: Mir ihr lassen sich energieintensive Aggregate wie die Lenkhilfe elektrisch antreiben. "Das 48-Volt-Netz ist daher eine wesentliche Voraussetzung für autonomes Fahren."