Markteinführung Mercedes-Benz S 400 Hybrid
Doppelpack bei Antrieb und Energiespeicher
Der S 400 Hybrid ist zwar nicht das erste Oberklasse-Fahrzeug mit Hybridantrieb, er wird aber – als erster Hybride überhaupt – mit einer Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet.
Markteinführung Mercedes-Benz S 400 Hybrid
Der S 400 Hybrid ist zwar nicht das erste Oberklasse-Fahrzeug mit Hybridantrieb, er wird aber – als erster Hybride überhaupt – mit einer Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet.
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Mit dem S 400 Hybrid wird Mercedes-Benz ab Juni 2009 als erster deutscher Hersteller einen Hybrid anbieten, der zudem als weltweit erster über eine Li-Ion-Batterie verfügt. Die elektrische Maschine mit 15 kW (20 PS) hat ein Drehmoment von 160 Nm, das, wie bei Elektromotoren üblich, ab Drehzahl Null verfügbar ist. In Zusammenspiel mit dem 3,5-l-Benzinmotor (205 kW/279 PS) ergibt sich eine addierte System-Gesamtleistung von knapp 220 kW.
Der Grund für die niedrige Leistung des elektrischen Antriebs liegt im Kraftstoffeinsparpotential, das hier für dieses Konzept sein Maximum hat. Bei größeren Systemleistungen sorgen das steigende Gewicht und der zunehmende Betrieb des E-Motors in einem schlechteren Kennfeldbereich für zunehmende Nachteile. Dank der geringen Abmessungen der 20 kg schweren, permanent erregten Synchron-Maschine, die in Außenläuferbauweise ausgeführt wurde, konnte diese direkt zwischen Verbrennungsmotor und Drehmomentwandler eingebettet werden (Bild 1). Neben seiner Funktion als Antrieb agiert die elektrische Maschine auch als Lichtmaschine und Anlasser.
Bordnetz: 120 V und 150 A
Um die Synchron-Maschine mit dem benötigten Drehstrom zu versorgen, befindet sich im Motorraum ein Leistungselektronik-Modul, das einen Wechselrichter zur Erzeugung des Motor-Drehstromes enthält. Das Modul ist für einen Dauerstrom von 150 A ausgelegt und liefert kurzzeitig sogar bis zu 310 A. Die Leistungselektronik ist dabei für 8 der 75 kg Mehrgewicht verantwortlich. Ein separater DC/DC-Wandler ist im Radkasten verbaut.
Entsprechend des Systemaufbaus ergeben sich für den S 400 Hybrid die Betriebsarten Start/Stopp, Rekuperation und Boost/Lastpunktverschiebung (Bild 3). Auf einen rein elektrischen Antrieb wurde verzichtet.
Start/Stopp
Der Verbrennungsmotor soll bei der Start/Stopp-Funktion möglichst lange ausgeschaltet bleiben, aber rechtzeitig – ohne Komfortverlust – beim Anfahren wieder zur Verfügung stehen. Letzteres wird durch die Anordnung der E-Maschine direkt auf der Kurbelwelle ermöglicht. Die Servolenkung dieses Fahrzeugs wird elektro-hydraulisch betrieben, so kann der Verbrennungsmotor beim Anhalten bereits bei einer Geschwindigkeit unter ca. 15 km/h abgeschaltet werden. Da auch der Klimakompressor von einem Elektromotor angetrieben wird, steht die Klimaanlage auch bei abgeschaltetem Motor zur Verfügung.
Rekuperation
Ist die Li-Ion-Batterie nicht vollständig aufgeladen, kann beim Bremsen über die dann als Generator fungierende E-Maschine Energie zurück gewonnen und gespeichert werden. Das dabei entstehende Bremsmoment wird dabei dem vom Fahrer über das Bremspedal erzeugten Moment überlagert. Ein integrierter Pedalwegsimulator sorgt dafür, dass der Fahrer bei jeder Bremspedalstellung die gleiche Wirkung wahrnimmt, unabhängig davon, ob rekuperiert wird oder nicht.
- Doppelpack bei Antrieb und Energiespeicher
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- Wie sorgen Sie dafür, dass die Li-Ion-Batterie immer in einem gesunden Temperaturbereich bleibt?
- Merkt der Fahrer im Betrieb, wenn statt der normalen Bremse die rekuperative Bremse einsetzt?
