Es war 2017 auf der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt, als Mercedes mit dem "Project One", der seriennahen Studie eines Formel-1-Rennwagens für die Straße, für einiges Aufsehen sorgte. "Noch nie in der 50-jährigen Geschichte hat AMG ein solches Auto gebaut", frohlockte der damalige Mercedes-Chef Dieter Zetsche. Doch wer hätte gedacht, dass das, was seinerzeit unter Getöse auf die verspiegelte Bühne gefahren wurde, im Jahr 2021 tatsächlich für die kommenden Alltagsmodelle von AMG präsentiert werden würde.
Na gut, etwas unterscheiden sich "Project One" und seine kommenden Kinder doch voneinander. Bestimmend für den Vortrieb im Hypercar ist ein 1,6-Liter-V6-Hybrid Benzinmotor mit Direkteinspritzung. Zusätzlich beflügelt wird das Hochdrehzahltriebwerk durch einen Hightech-Turbolader. Abgas- und Verdichter-Turbine sind voneinander getrennt und durch eine Welle miteinander verbunden. Auf dieser Welle befindet sich ein etwa 90 kW starker Elektromotor, der je nach Betriebszustand die Verdichter-Turbine mit 100.000 Umdrehungen elektrisch antreibt - beispielsweise beim Anfahren oder nach Lastwechseln. Formel-1-Fans ist die Technik unter dem Namen MGU-H (Motor Generator Unit Heat) bekannt. Das Ansprechverhalten ist hier deutlich schneller als bei einem V8-Saugmotor, hieß es damals.
Aber genau der und ein 2,0-Liter Vierzylindermotor mit elektrischem Abgasturbolader sollen hier einen Teil des Antriebs stellen. Unterstützt werden beide Verbrenner durch einen in Affalterbach entwickelten permanenterregten Synchron-Elektromotor an der Hinterachse, der seine Energie von einer ebenfalls von AMG entwickelten und im Heck verbauten High-Performance-Batterie erhält. Der E-Motor ist aufgrund der Maximaldrehzahl von 13.500 Umdrehungen mit einem elektrisch geschalteten Zweigang-Getriebe und einem elektronisch gesteuerten Hinterachs-Sperrdifferenzial gekoppelt und in einer sogenannten kompakten Electric Drive Unit (EDU) integriert. Nur für den Stammtisch: Fachleute sprechen hier von einem P3-Hybrid.
Vorteile liegen auf der Hand
Die Vorteile dieser Bauart liegen auf der Hand: Der E-Motor kann seine Kraft ohne jede Verzögerung über das 9-Gang-Speedshift-Getriebe des Frontmotors bei Bedarf in Vortrieb umsetzen. Das Hinterachs-Sperrdifferenzial sorgt im Gegenzug dafür, dass die Kraft je nach Fahrsituation optimal verteilt wird. Bei zunehmendem Schlupf an der Hinterachse wird zudem die Antriebskraft des Elektromotors über die Kardanwelle und die Antriebswelle auch an die Vorderräder geleitet, um beispielsweise ein Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern. Die Bauart an der Hinterachse hat aber noch andere Vorteile. Die Gewichts- und die Achslastverteilung verbessert sich deutlich.
Das eigentliche Herzstück der Einheit ist aber die High-Performance-Batterie, die sich tatsächlich in ähnlicher Form auch in der Formel 1 bewährt hat. Anders als bei einem herkömmlichen Hybrid ist die AMG-Batterie auf permanente und häufig hintereinander abrufbare Leistung ausgelegt. Das bedeutet, dass die Energieaufnahme sehr schnell und die Leistungsdichte hoch sein muss. Das wiederum hat zur Folge, dass es eines ausgeklügelten Temperaturmanagements bedarf. Herkömmliche Kühlsysteme, die mit Luft oder Wasser arbeiten, stoßen hier schnell an ihre Grenzen.
Der Trick liegt bei der Batteriekühlung
Deswegen zirkulieren in der nur 89 Kilogramm schweren 400-Volt-Batterie von AMG 14 Liter Kühlmittel, die mithilfe einer elektrischen Hochleistungspumpe von oben nach unten durch die gesamte Batterie an jeder Zelle vorbeifließen können. Die Hitze wird von einem Wärmetauscher in einen der beiden Niedertemperaturkreisläufe des Fahrzeugs abgeleitet und schließlich in die Umgebungsluft abgegeben. In Summe sorgt das dafür, dass das Arbeitstemperaturfenster auch bei permanenten Leistungsabrufen auf der Rennstrecke konstant bei 45 Grad Celsius liegt. Dieses Temperaturfenster ist auch der Grund, warum die Batterie eine enorm hohe Rekuperationsleistung zulässt. In Summe stehen im AMG künftig vier Stufen zur Verfügung. Optional kann die Batterie natürlich auch an der Ladestation befüllt werden und wer will, kann mit ihrer Kraft und dem E-Motor tonlos durch die Stadt rollen.
Bauart und Arbeitssystem der Batterie haben aber noch einen anderen Vorteil: Sie sorgen dafür, dass der Akku skalierbar ist, also für die Zukunft auch in weiteren Ausbaustufen angeboten werden kann. Den Start bildet eine intern als HPB80 bezeichnete Variante mit einer Kapazität von 6,1 kWh, einer Dauerleistung von 70 kW und einer für zehn Sekunden abrufbaren Spitzenleistung von 150 kW. Für kommende AMG-Hybrid-Modelle heißt das, dass technisch mehr als 600 kW Systemleistung, also 815 PS und über 1000 Newtonmeter maximales Drehmoment möglich sind. Je nach Fahrzeug hieße das ein Standardsprint von unter 3,0 Sekunden auf 100 km/h.
Vierzylinder besser als V8
Wie schon erwähnt wird das erste Fahrzeug, das mit dieser Technologie ausgestattet wird, ein Mercedes-AMG GT 63 S mit dem 4,0-Liter-V8 Biturbo sein. Allein dieses Monster unter der Haube leistet 639 PS, drückt 900 Newtonmeter auf die Achsen und beschleunigt in 3,2 Sekunden von 0 auf Tempo 100. Die Daten, die sich ergeben, wenn man die E-Einheit mit dem V8 koppelt, dürften atemberaubend werden. Atemberaubend ist aber auch der Preis des AMG GT 63 S, der bei knapp 170.000 Euro startet. Eine Hybrid-Variante in Form einen E Performance-Modells dürfte noch einmal deutlich teurer werden. Angesichts dieser Summe darf man aber auf den Vierzylinder mit elektrischem Abgas-Turbo in Verbindung mit der Hybrid-Einheit hoffen.
Der Treibsatz, intern als M 139 bekannt, wird momentan in den kompakten AMG-Modellen quer eingebaut. In den Hybrid-Modellen wird er hingegen nicht nur tiefgreifend überarbeitet und mit einer deutlichen Leistungssteigerung, sondern auch längs eingebaut. Der größte Clou am Verbrenner ist der ebenfalls aus der Formel 1 stammende elektrische Abgas-Turbolader, der zum ersten Mal in einem Serienfahrzeug verbaut wird. Direkt auf der Welle des Abgasturboladers, also zwischen dem Turbinenrad auf der Abgasseite und dem Verdichterrad auf der Frischluftseite, ist ein etwa vier Zentimeter großer E-Motor verbaut. Der treibt elektronisch gesteuert direkt die Welle des Abgasturboladers an und beschleunigt damit das Verdichterrad, bevor der Abgasstrom den Antrieb übernimmt.
Ergebnis: Der elektrische Abgasturbolader löst den Zielkonflikt zwischen einem kleinen, schnell ansprechenden Lader, der eine vergleichsweise geringe Spitzenleistung erzielt, und einem großen Lader mit hoher Spitzenleistung, der wiederum deutlich verzögert anspricht. Wird der mehr als 449 PS leistende Vierzylinder jetzt noch mit dem bis zu 204 PS starken E-Motor kombiniert, entsteht eine Gesamtleistung und ein Gesamtdrehmoment, das vergleichbare Fahrzeuge mit V8-Motor ohne Hybridantrieb deutlich übertrifft. AMG plant die Kombination aus Vierzylinder und E-Motor zuerst in der C-Klasse zu verbauen. Auf diese Fahrzeuge darf man dann nicht nur was die Performance, sondern auch was den Preis betrifft, echt gespannt sein.
Der finale Stromschlag folgt noch
Allerdings soll nicht verschwiegen werden, dass auch an AMG die immer schärfer werdende Gesamtelektrifizierung der Konzernfahrzeuge nicht spurlos vorbeigeht. Was nichts anderes heißt, als dass früher oder später kein Verbrenner mehr einen Boliden aus Affalterbach antreiben soll. Bereits jetzt entwickeln die Ingenieure unter dem EQ-Label von Mercedes Antrieb, Fahrwerk, Bremsen und Sound für kommende Elektro-Boliden. Für die elektrischen Performer verspricht AMG, dass sie angetrieben von permanenterregten Synchronmaschinen und vollvariablem Allradantrieb den aktuellen 4,0-Liter-V8-Biturbomotoren in nichts nachstehen. So sollen die AMG-Stromer in deutlich unter 4,0 Sekunden auf Landstraßentempo sprinten und bis zu 250 km/h schnell werden.
Im Zuge dessen soll dann auch die 400-Volt-Lithium-Ionen-Batterie einen eigenen Leitungssatz erhalten, der an das höhere Leistungsvermögen der AMG Derivate angepasst ist. Das AMG-Luftfahrwerk wird für optimierte Längs- und Querdynamik spezifisch abgestimmt. Auch den Sound will man in Affalterbach AMG-typisch modifizieren. Dafür sollen zusätzlicher Lautsprecher, Shaker und Soundgeneratoren verbaut werden. Wie sich das dann anhört, wird sich zeigen.
Quelle: ntv.de
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