Nutzfahrzeuge bevorzugen 24V-Systeme wegen ihrer Zuverlässigkeit

Haben Sie sich an einem kalten Wintermorgen, wenn Sie einen schweren Lkw mit einem Hochleistungs-Dieselmotor starten, jemals gefragt, warum zwei Batterien benötigt werden, um genügend Startleistung zu liefern? Im Gegensatz zu Personenkraftwagen, die typischerweise 12-V-Bordnetze verwenden, setzen Nutzfahrzeuge häufig 24-V-Systeme ein – eine Designentscheidung, die auf sorgfältigen technischen Überlegungen und Kompromissen beruht.

Der grundlegende Grund liegt im erheblichen Anlaufdrehmoment, das zum Ankurbeln großer Dieselmotoren erforderlich ist, was wiederum Hochleistungsstartermotoren erfordert. Die Beziehung zwischen Leistung (P), Spannung (V) und Strom (I) wird durch die Gleichung P = V × I definiert. Bei gleicher Leistungsanforderung bedeutet höhere Spannung geringeren Strom. Durch die Einführung eines 24-V-Systems können Lkw ihre Startermotoren mit relativ geringerem Strom betreiben, was mehrere Vorteile mit sich bringt:

• Reduzierte Kabelgröße und Gewicht
• Geringere Energieverluste bei der Übertragung
• Effizientere Leistungsabgabe

In der Praxis verwenden mittelschwere und schwere Lkw typischerweise zwei 12-V-Batterien, die in Reihe geschaltet sind, um 24-V-Strom zu liefern, während Standard-Personenfahrzeuge mit nur einer 12-V-Batterie betrieben werden. Dieser Unterschied demonstriert visuell den höheren Leistungsbedarf von Lkw für den Motorstart.

Der Übergang zwischen 12-V- und 24-V-Systemen erfolgt im Allgemeinen um die 3000-cm³-Hubraumgrenze:

• 12-V-Systeme: Typischerweise in leichten Lkw mit einem Hubraum unter 3000 cm³ zu finden (z. B. Mazda Bongo 2000 cm³, Toyota Liteace Truck 1500 cm³, Toyota Corolla Fielder 2200 cm³)
• 24-V-Systeme: Standard für Lkw ab 3000 cm³ (z. B. Mitsubishi Fuso Canter 3000 cm³, Isuzu Elf 3000 cm³, Hino Dutro 4000 cm³, UD Trucks Condor 7700 cm³)

Obwohl diese Hubraumschwelle als allgemeine Richtlinie dient, können die Hersteller je nach spezifischem Fahrzeugdesign und Anforderungen Anpassungen vornehmen. Der allgemeine Trend bleibt klar: Größere Motoren mit höherem Anlassleistungsbedarf bevorzugen zunehmend 24-V-Systeme.

Über die Startleistung hinaus bieten 24-V-Bordnetze mehrere betriebliche Vorteile für Nutzfahrzeuge:

• Effizientere Leistungsabgabe an elektrische Bordsysteme (Beleuchtung, Klimatisierung, Infotainment)
• Reduzierter Spannungsabfall über Verkabelungssysteme
• Verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit elektrischer Komponenten

Der Spannungsabfall – der Verlust an elektrischem Potenzial aufgrund des Kabelwiderstands – wird bei höheren Stromstärken besonders signifikant. Da 24-V-Systeme bei gleicher Leistung mit geringeren Strömen arbeiten, weisen sie von Natur aus einen geringeren Spannungsabfall auf.

Obwohl 24-V-Systeme für Schwerlastanwendungen überlegen sind, gehen sie mit bestimmten Kompromissen einher:

• Erhöhte Systemkomplexität, die zusätzliche elektronische Komponenten erfordert
• Potenziell höhere Wartungskosten
• Höhere anfängliche Implementierungskosten

Trotz dieser Überlegungen bleiben 24-V-Systeme die bevorzugte Wahl für Nutzfahrzeuge, bei denen hohe Leistungsanforderungen und Betriebszuverlässigkeit Priorität haben. Fahrzeugingenieure wägen sorgfältig Kosten, Komplexität und Leistungsanforderungen ab – wobei sich die 24-V-Architektur als optimale Lösung zur Erfüllung der strengen Anforderungen des Schwerlastverkehrs herauskristallisiert.