Integrierte Elektromaschine im S 400 HYBRID

Akzente setzte Mercedes-Benz Cars auf der IAA in Frankfurt auch mit dem
S 400 HYBRID. Das Fahrzeug, das Mitte 2009 zuerst in Europa auf den Markt kommt, zeichnet sich durch drei Hybridfunktionen aus: die Start-Stopp-Automatik, die zum Spritsparen und Komfort beiträgt; die Rekuperation, die Energie zurückgewinnt und so Sprit spart; und die Boost-Funktion, die für hohe Fahrdynamik sorgt.

Unter der Motorhaube ist ein 205 kW/279 PS starker V6-Ottomotor mit einem Hybridmodul verbunden, das maximal 160 Newtonmeter und 15 kW/20 PS leistet. Die kombinierte Leistung liegt bei 220 kW/299 PS, das maximale Drehmoment beträgt 375 Newtonmeter. Damit beschleunigt das Fahrzeug in 7,3 Sekunden von null auf 100 km/h und erreicht eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h.

„In der laufenden S-Klasse ist es gelungen, alle relevanten Hybridkomponenten von der Elektromaschine bis zum Hochvoltbatteriespeicher in den Fahrzeugvorbau zu integrieren“, berichtet Projektleiter Oliver Vollrath von der Fahrzeugentwicklung im Mercedes Technology Center (MTC) Sindelfingen. Neben dem „Packaging“ kümmerten sich die Ingenieure vor allem um die Entwicklung neuer Komponenten für den Hybridantrieb. So sitzt im S 400 HYBRID ein ringförmiger, nur wenige Zentimeter dicker Elektromotor direkt auf der Kurbelwelle zwischen Motorblock und 7G-TRONIC-Auto?matik?getriebe. Technisch gesehen ist diese Elektromaschine ein sogenannter Außenläufer. Sie erbringt ihre hohe Motorleistung von 15 kW durch zusätzliche Magnete im Rotor. Nutzt man sie als Generator, beträgt die Leistung bis zu 20 kW.

Je nach Fahrzustand arbeitet die Elektromaschine entweder als Motor, der als Anlasser und zusätzliches Antriebsaggregat dient, oder als Generator zur Stromerzeugung. Das ist vor allem im dichten Innenstadtverkehr von Vorteil, weil sich so eine kraftstoffsparende Stop-and-go-Automatik entwickeln lässt. Zugleich steuert das Elektroaggregat beim Start kurzfristig sein maximales Drehmoment zur Antriebsleistung bei.

Eine komplexe Leistungselektronik steuert den Elektromotor, mit dem sie durch eine Stromschiene verbunden ist. Ein technologisches Highlight ist die Hochvoltbatterie, die als Energiespeicher für den E-Motor dient. Bei ihr handelt es sich um einen Lithium– ionenakku, der zur Kühlung mit dem Kältemittelkreislauf der Klimaanlage verbunden ist und so auch bei hohen Temperaturen zuverlässig funktioniert. Weil der leistungsstarke 120-Volt-Akku nicht größer ausfällt als eine herkömmliche Autobatterie, passt er anstelle der 12-Volt-Batterie in den Motorraum.

Ein DC/DC-Wandler verbindet das 12-Volt-Bordnetz mit der 120-Volt-Welt des Hybridsystems. Er kann die Energie von einem Bereich in den anderen transformieren und bietet so zwei Vorteile: Bei Motorstillstand versorgt die Hochvoltbatterie das 12-Volt-Bordnetz. Umgekehrt lässt sich die 120-Volt-Batterie über ein normales 12-Volt-Ladegerät aufladen.

Mit der elektrischen Unterdruckpumpe haben die Mercedes-Benz-Ingenieure ein weiteres Hybridelement in den Motorraum gepackt. Sie erzeugt den sonst vom Verbrennungsmotor aufgebauten Unterdruck für den Bremskraftverstärker. Für die Lenkung steht ein elektrohydraulisches Aggregat zur Verfügung. Auch die Klimaanlage arbeitet elektrisch und kann deshalb sogar bei abgestelltem Motor betrieben werden. Schließlich hat auch das 7G-TRONIC-Automatikgetriebe eine elektrische Ölpumpe, die dem Abfall des Öldrucks beim Abschalten des Motors entgegenwirkt. Mit dem rekuperativen Bremssystem spielt der S 400 ein weiteres Hybrid-Ass aus und gewinnt Energie zurück. Dabei wird während des Bremsens die Elektro?maschine von der Hinterachse angetrieben und erzeugt Strom, den sie in die Hochvoltbatterie einspeist.

Sparsame Luxusklasse: S 400 Hybrid
Der S 400 HYBRID überzeugt durch Start-Stopp-Funktion, Rekuperation, Boost-Effekt und eine starke Lithiumionenbatterie.
Motor
Ottomotor	V6
Nennleistung	205 kW / 279 PS
Max. Drehmoment	338 Nm
Hybridmodul
Bautyp	Scheibenförmiger Elektromotor
Max. Drehmoment	160 Nm
Gesamtverbrauch
NEFZ-Verbrauch	7,9 l/100 km
CO2-Emissionen	190 g/km