Gewicht sparen, Reichweite erhöhen: Continental entwickelt Bremssattel für Elektrofahrzeuge weiter

Frankfurt am Main, 24. November 2022. Künftige Elektrofahrzeuge können dank einer neuen Bremsenkonstruktion von Continental zusätzlich rund ein Prozent an Reichweite gewinnen: Die sogenannten Green Caliper, neu entwickelte Bremssättel für Scheibenbremsen, sind deutlich leichter als bisherige Konstruktionen und haben ein geringeres Restschleifmoment. In Kombination mit der Bremsscheibe tragen die niedrigere Masse – im Einzelfall bis zu fünf Kilogramm pro Bremse – und die reduzierte Reibung zwischen Bremsbelag und Scheibe zur Erhöhung der Reichweite eines Elektrofahrzeugs bei. Möglich wurde dieser große Fortschritt durch die gezielte Weiterentwicklung für die Anforderungen an eine Bremse im Elektrofahrzeug. Im Unterschied zu den Bremsen in einem konventionellen Fahrzeug werden die Bremsen im Elektroauto viel seltener aktiviert. Das liegt daran, dass in über 80 Prozent aller Verzögerungssituationen die Bremse aufgrund der Rekuperation gar nicht benötigt wird. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Green Caliper weniger „können müssen“ als konventionelle Bremssättel. Im Gegenteil: Wegen des Gewichts der Batterie in einem Elektroauto muss die Verzögerungsleistung der Bremsen oft sogar höher sein. Dagegen ist ihre thermische Belastung geringer, weil die Bremse viel seltener genutzt wird. Und genau für dieses veränderte Anforderungsprofil ist die neue Bremssattelkonstruktion optimiert.

Die Green Caliper-Konstruktion ist das Resultat einer Systembetrachtung der Bremse im Fahrzeug. Die neue Faustsattelbremse erfüllt exakt die Anforderungen in einem Elektrofahrzeug. Bis circa 0,3 g Verzögerung – im Bereich der Komfortbremsung – wird die Radbremse kaum benötigt. Erst darüber beginnt der sogenannte Blending-Bereich – also der vom elektronischen Bremssystem gesteuerte nahtlose Übergang zwischen Rekuperation und Radbremsnutzung. Nur bei Vollbremsungen ist die Radbremse überwiegend allein aktiv. Aus diesem veränderten Anforderungsprofil haben die Entwickler bei Continental konstruktive Änderungen abgeleitet. Der gusseiserne Faustsattel der Green Caliper ist deutlich kompakter, die Bremsbeläge sind kleiner und weniger dick, da sie langsamer verschleißen. So sinkt die Masse des Sattels. Zugleich erlaubt der kleinere Bremssattel mit seiner geringeren Brückenhöhe den Einbau einer größeren Graugussbremsscheibe. Wegen der geringeren thermischen Belastung kann die Scheibe deutlich dünner ausgeführt werden, was weiteres Gewicht einspart. Da die Bremse weiter außen an der größeren Scheibe greift und damit bei gleicher Klemmkraft durch den längeren Hebelarm eine hohe Verzögerungsleistung erzielt, ist die Bremsleistung gleichzeitig optimal.

Ebenfalls im Interesse der Fahreffizienz verfügen die Green Caliper über eine aktive Rückführung der Bremsbeläge nach jeder Bremsaktion. Dadurch sinkt das Restschleifmoment zwischen den Belägen und der Scheibe auf unter 0,2 Newtonmeter, was einen nahezu verlustfreien Betrieb bedeutet. Eine weitere konstruktive Neuerung sorgt dafür, dass der Luftspalt zwischen Belag und Scheibe größer sowie auf beiden Seiten der Bremse gleichmäßig verteilt ist.

In Kombination mit dem brake-by-wire Bremssystem MK C2 und einem elektronischen Pedal lässt sich der längere Weg der Beläge (im Interesse des geringen Restschleifmoments) ohne spürbare Auswirkung am Bremspedal darstellen. Der sonst bei jeder Bremse erforderliche Kompromiss zwischen Pedalgefühl und Restschleifen entfällt hier. Die Green Caliper-Bremssättel sind so weit entwickelt, dass sie mit dem üblichen Vorlauf für die Applikationsentwicklung von zwei bis drei Jahren in Fahrzeugen integriert werden können.