Neue Mercedes-Benz Plug-in-Hybride: Die Technik hinter den Kompakten

Mit der Presse-Präsentation von A 250 e (Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,5-1,4 l/100 km, Stromverbrauch kombiniert 15,0-14,7 kWh/100 km, CO2-Emissionen kombiniert 34-32 g/km*) und B 250 e (Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,6-1,4 l/100 km, Stromverbrauch kombiniert 15,4-14,7 kWh/100 km, CO2 Emissionen kombiniert 36-32 g/km*) geht eine Entwicklungszeit zu Ende, die für mich schon mit der Definition des Lastenhefts für den Hybrid-Antriebsstrang im Jahr 2014 begonnen hat. Hinter uns liegen einige schwierige Entscheidungen, die sich glücklicherweise als richtig erwiesen.

Die ersten Plug-in-Hybriden (PIH) unserer Kompakten können als A 250 e und A 250 e Limousine (Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,4 l/100 km, CO2‑Emissionen kombiniert 33-32 g/km, Stromverbrauch kombiniert 14,8 -14,7 kWh/100 km*) bald bestellt werden, der Verkauf des B 250 e startet wenige Wochen später, und weitere Modelle sind in der Pipeline. So können wir die auch mit dem Label EQ Power versehene Plug-in-Offensive von Mercedes-Benz kräftig mit anschieben und einen wesentlichen Teil zum Ziel beitragen: Der Plan sieht bereits 2020 mehr als 20 Modellvarianten über alle Fahrzeugsegmente hinweg mit dieser Antriebsart vor.

Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,4 l/100 km, CO2‑Emissionen kombiniert 33-32 g/km, Stromverbrauch kombiniert 14,8 -14,7 kWh/100 km* A50 e Limousine. Die A-Klasse Limousine während der Presse-Vorstellung auf der Fahrt durch Stuttgart

Drei Eigenschaften zeichnen unsere neuen kompakten Hybridmodelle auch mit Blick auf den Wettbewerb ganz besonders aus:

  • Sie kommen elektrisch je nach Fahrweise und konkreter Ausstattung des Autos bis zu 75 Kilometer
  • Sie fahren bis zu 140 km/h rein elektrisch.
  • Unsere Kunden müssen keine spürbaren Einbußen beim Platzangebot hinnehmen.

Raffiniertes Packaging mit einer innovativen Abgasanlage

Wie wir das geschafft haben? Mehrere Entscheidungen waren wegweisend:

  • Das Plug-in-Hybridgetriebe baut sehr kompakt (Details zum Hybridtriebkopf siehe unten).
  • Die Batterie ist größer und die E-Maschine stärker, als ursprünglich geplant. Möglich wurde dies im engen Zusammenspiel mit der Baureihe durch eine ungewöhnliche Idee: Die Abgasanlage des Verbrennungsmotors wird nicht wie üblich bis ans Ende des Fahrzeugs geführt. Stattdessen endet sie mittig unter dem Fahrzeug, etwa zwischen den beiden Vordersitzen. Der Endschalldämpfer wurde in den Mitteltunnel gepackt.
  • In Kombination mit der Verlegung des Kraftstofftanks in den Bereich der Hinterachse schafft das Platz unter den Rücksitzen für die Hochvoltbatterie. So kommt es nur zu geringen Einschränkungen des Kofferraumvolumens gegenüber den nicht hybrid-motorisierten Schwestermodellen, und die Batterie ist trotzdem so groß, dass man rein elektrisch sehr weit kommt.

Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,5-1,4 l/100 km, CO2-Emissionen kombiniert 34-33 g/km, Stromverbrauch kombiniert 15,0-14,8 kWh/100 km* A250 e. Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,4 l/100 km, CO2‑Emissionen kombiniert 33-32 g/km, Stromverbrauch kombiniert 14,8 -14,7 kWh/100 km* A 250 e Limousine. An einer 7,4-kW-Wallbox mit Wechselstrom (AC) ist die Batterie in 1 h 45 min von 10-100 Prozent SoC (Status of Charge, deutsch: Ladestand) aufgeladen. Beim Gleichstromladen (DC) beträgt die Ladezeit etwa 25 Minuten von 10 – 80 Prozent SoC

Die innovative Packaging-Idee warf natürlich ein paar Fragen auf, die wir glücklicherweise alle positiv beantworten konnten: Ist eine solche Lösung überhaupt zulassungsfähig? Ja, in den allermeisten Märkten, für die unsere kompakten Modelle mit EQ Power vorgesehen sind, ist das kein Problem. Entstehen Schwierigkeiten beim Fahrzeugservice? Nein. Und drittens, hat es negative Einflüsse auf den Geräuschkomfort? Mit geeigneten Maßnahmen war auch das in den Griff zu bekommen.

Die technischen Daten und Hintergründe der Kompaktwagen

Die Fahrzeuge der Kompaktwagen-Familie von Mercedes-Benz besitzen quer eingebaute Motoren. Für das Doppelkupplungsgetriebe 8F-DCT wurde ein kompakter Hybridtriebkopf entwickelt, der den gleichen technischen Prinzipien folgt wie das entsprechende Bauteil der Fahrzeuge mit Längsmotor. Es handelt sich um eine permanenterregte Synchron­maschine als Innenläufer. Der Stator ist fest in das Triebkopfgehäuse integriert, innerhalb des Rotors der E-Maschine ist die verlustarme nasse Trennkupplung untergebracht. Bedarfsgerechte Stator- und Rotorkühlung erlauben es, Spitzen- und Dauerleistung der E-Maschine problemlos zu nutzen.

Die elektrisch Reichweite beträgt, je nach Modell und Ausstattung, über 70 km

Als elektrischer Energiespeicher wird eine Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie mit einer Gesamtkapazität von ca. 15,6 kWh verwendet, die an einer externen elektrischen Energiequelle aufgeladen werden kann. Die Batterie stammt von der 100‑prozentigen Daimler Tochter Deutsche ACCUMOTIVE. Sie ist wassergekühlt und wiegt ca. 150 kg. A 250 e und B 250 e lassen sich mit Wechsel- oder Gleichstrom aufladen. Eine entsprechende Combo-Ladedose befindet sich in der rechten Seitenwand der Fahrzeuge. So sind die kompakten Plug-in-Hybride an einer 7,4-kW-Wallbox mit Wechselstrom (AC) binnen 1 h 45 min von 10-100 Prozent SoC (Status of Charge, deutsch: Ladestand) aufgeladen. Beim Gleichstromladen (DC) beträgt die Ladezeit etwa 25 Minuten von 10 – 80 Prozent SoC.

Hohe Systemleistung sorgt für hohen Fahrspaß

Die E-Maschine leistet 75 kW. Zusammen mit dem 1,33 Liter großen Vierzylindermotor ergibt dies eine Systemleistung von 160 kW (218 PS) und ein Systemdrehmoment von 450 Nm. Durch die EQ Power der E-Maschine reagieren A 250 e und B 250 e besonders spontan auf den Tritt aufs Gaspedal, die Fahrleistungen sind beachtlich: So braucht der A 250 e nur 6,6 Sekunden für den Spurt von 0 auf 100 km/h, und seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 235 km/h. Und das ist das oftmals überraschte Feedback, das ich von allen Kollegen bekomme, wenn sie zum ersten Mal mit der elektrischen A-Klasse unterwegs sind: „Wow!“ Wir hoffen natürlich sehr, dass die Kunden ähnlich reagieren.

An den heißen Tagen dieses Sommers kam Spaß übrigens schon beim Einsteigen auf. Unsere PIH-Kompaktmodelle verfügen über einen elektrischen Klimakompressor. Damit steht eine Vorklimatisierung vor dem Start des Fahrzeugs zur Verfügung. Die Vorklimatisierung kann zum Beispiel auch bequem über ein Smartphone aktiviert werden.

Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,5-1,4 l/100 km, CO2-Emissionen kombiniert 34-33 g/km, Stromverbrauch kombiniert 15,0-14,8 kWh/100 km* A 250 e. Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,4 l/100 km, CO2‑Emissionen kombiniert 33-32 g/km, Stromverbrauch kombiniert 14,8 -14,7 kWh/100 km* A 250 e Limousine.

Noch eine Innovation: Start ohne Starter

Erstmals bei Mercedes-Benz erfolgt der Zustart des Verbrenners ausschließlich durch die E-Maschine, die Kompakt-Hybriden besitzen keinen separaten 12-Volt-Starter („Anlasser“) mehr. Es war ein spannender Moment, als der erste Kaltstart nur mit dem Hochvolt-System exakt so funktionierte, wie vorausberechnet – bei minus 25 Grad Celsius in einer Kältebox in Finnland.

Dass die primäre Fortbewegungsart unserer Plug-in-Hybriden elektrisch ist, lässt sich beim Start erleben. Beim Drücken des Startknopfs „erwacht“ das Fahrzeug völlig geräuschlos, dem Fahrer wird dies durch ein „READY“ im Display signalisiert. „Der Motor startet gar nicht?“, war oft die Reaktion von Kollegen bei ersten Testfahrten mit A 250 e Vorserienfahrzeugen.

Den Kollegen war schnell erklärt, dass wir ganz bewusst vom „Zustart“ des Verbrenners sprechen: Der natürliche Modus beim Losfahren ist elektrisch, erst wenn mehr Leistung verlangt wird, als elektrisch zur Verfügung steht, oder der Batterie der Saft ausgeht, wird der Verbrennungsmotor angeworfen. Auf meinem täglichen Arbeitsweg von den Fildern nach Sindelfingen und zurück ist das nie der Fall: Den kann ich mit einem A 250 e locker emissionsfrei zurücklegen.

So erwachsen wie die Großen

Unsere Kompaktfahrzeuge verwenden (skaliert) die Technik (unter anderem Leistungselektronik, Hochvoltbatterie, 7,4-kW- AC-Ladegerät, Software) der dritten Plug-in-Generation, wie sie heute in S-, E- und C-Klasse umgesetzt ist. Somit stehen auch alle deren Funktionen zur Verfügung. Dazu zählt insbesondere die intelligente, streckenbasierte Betriebsstrategie; sie berücksichtigt unter anderem Navigationsdaten, Geschwindigkeitsvorschriften und den Streckenverlauf. Die Betriebsstrategie sieht sich die gesamte geplante Strecke an und schlägt vor, wo elektrisches Fahren besonders sinnvoll wäre. So wird die Geschwindigkeit rechtzeitig vor einem Ortsschild zurückgenommen; und genügend elektrische Reichweite aufgespart, wenn das programmierte Ziel ein Innenstadtbereich ist.

Kraftstoffverbrauch kombiniert 1,4 l/100 km, CO2 Emissionen kombiniert 33-32 g/km, Stromverbrauch kombiniert 14,8 -14,7 kWh/100 km* A 250 e Limousine

Fahrprogramme in MBUX lassen dem Fahrer die Wahl

Die A-Klasse war ja unser Vorreiter für MBUX (Mercedes-Benz User Experience). Daher stehen im A 250 e von Anfang an die neuen Fahrprogramme Electric und Battery Level zur Verfügung. In Electric kann die maximale E-Performance erlebt werden. Der Verbrennungsmotor wird nur zugeschaltet, wenn der Fahrer beim Fahrpedal auf Kickdown geht. Zudem lässt sich im Programm Electric die Stärke der Rekuperation über Paddles hinter dem Lenkrad wählen. Die Schaltwippen am Lenkrad ermöglichen fünf verschiedene Rekuperationsstufen (DAUTO, D+, D, D- und D–).

Außerdem verfügbar sind die Modi Comfort, ECO und Sport. Mit Einführung von MBUX sind die bisherigen Plug-in-Betriebsarten in allen EQ Power Modellen in Fahrprogramme überführt worden. Durch die Wahl des jeweiligen Programms kann der Fahrer je nach Bedarf entweder elektrisches Fahren priorisieren (Programm Electric), die Fahrdynamik durch den kombinierten Antrieb betonen (Sport) oder verbrennungsmotorische Fahrt bevorzugen, um beispielsweise elektrische Reichweite aufzusparen (Battery Level).

Dabei ist das Laden nicht nur am heimischen Stromnetz, zum Beispiel an einer Mercedes-Benz Wallbox, sondern auch unterwegs komfortabel und unkompliziert möglich. Denn MBUX unterstützt bei der Suche nach Ladesäulen. Und das natürliche Sprachverstehen des MBUX-Systems erlaubt es, die Suche durch „Hey Mercedes, finde Ladesäulen in der Nähe“ zu starten. Auch das Bezahlen ist über Mercedes me Charge ganz unkompliziert.

Vielleicht sind das ja die wichtigsten Botschaften von A 250 e & Co: Elektrisch fahren ist ganz einfach – und macht Spaß!


*Die angegebenen Werte sind die ermittelten „NEFZ-CO2-Werte“ i.S.v. Art. 2 Nr. 1 Durchführungsverordnung (EU) 2017/1153. Die Kraftstoffverbrauchswerte wurden auf Basis dieser Werte errechnet. Die Reichweite und der Stromverbrauch wurden auf der Grundlage der VO 692/2008/EG ermittelt. Als Bemessungsgrundlage nach dem EmoG ist ein anderer Wert maßgeblich. Als Bemessungsgrundlage für die Kraftfahrzeugsteuer kann ein höherer Wert maßgeblich sein.

Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen spezifischen CO₂-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO₂-Emissionen und den Stromverbrauch“ neuer Personenkraftwagen entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der Deutschen Automobil Treuhand GmbH unter www.dat.de unentgeltlich erhältlich ist.

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Felix Ascher ist im Powertrain-Bereich verantwortlich für die Plug-in-Varianten der Kompaktbaureihe. Schon als Trainee beschäftigte sich der Diplom-Ingenieur mit Hybridgetrieben und hybriden Fahrzeugkonzepten. Ab 2014 definierte er das Lastenheft für kompakte Hybride mit, ein Jahr darauf wechselte er ins Projektteam.