Professor Dr. Thomas Weber, Vorstandsmitglied der Daimler AG und verantwortlich für die Konzernforschung sowie Mercedes-Benz Cars Entwicklung
Daimler
Wie werden wir uns in Zukunft fortbewegen? Vor allem: Wie sehen zukünftige Antriebskonzepte aus? Antworten darauf sucht Professor Dr. Thomas Weber von Daimler. Ein Kommentar.
In der Branche ist man sich einig, dass niemand die automobile Zukunft und speziell den Antrieb der Zukunft genau vorhersagen kann. Neben Hightech-Verbrennungsmotoren und der rein elektrischen Traktion mit Batterie oder Brennstoffzelle stellt der Hybridantrieb eine Kombination aus beiden Welten mit verschiedenen, nutzungsspezifischen Ausprägungen der Elektrifizierung dar.
Bei verbrennungsmotorischen Antrieben zeigt das Thema Downsizing, wohin die Reise geht. Aufgeladene Motoren mit Direkteinspritzung und kleineren Hubräumen sind inzwischen die neue Basistechnologie. Dadurch verschiebt sich der Arbeitspunkt des Motors in Kennfeldbereiche hin zu besseren Wirkungsgraden und damit höherer Last und reduziert so die Drossel- und Reibungsverluste. Die Grenzen des Aufladegrads sind heute vor allem durch die serientauglich verfügbaren Auflade- und Einspritztechnologien gesetzt.
Einen großen Anteil an der Effizienz von Downsizing-Motoren hat dabei eine minimale Grundmotorreibung. Durch den Einsatz eisenbasierter Laufbahnbeschichtungen auf Aluminium-Kurbelgehäusen konnte ein wesentlicher Fortschritt realisiert werden. Die sogenannte LDS/Nanoslide-Technik ermöglicht Reibungsreduzierungen in der Kolbengruppe von bis zu 30 Prozent. Ein weiteres technisches Highlight ist der Einsatz von Stahlkolben bei Dieselmotoren, wodurch eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes um circa 3 Prozent erzielt wird - allein durch diesen Schritt.
S500 Plug-In Hybrid
Zusätzlich nutzt Mercedes-Benz die Hybridtechnik zur weiteren Effizienzsteigerung. Der S500 Plug-In Hybrid ist durch die Kombination eines elektrischen Antriebs mit einem hochaufgeladenem Benziner der effizienteste Antrieb seiner Klasse. Der direkteinspritzende V6-Biturbo-Motor mit 245 kW und 480 Nm erzielt zusammen mit dem 85 kW und 340 Nm starken elektrischen Antrieb dank zusätzlicher Boost-Leistung das Fahrleistungsniveau eines chtzylinderantriebs. Die Rückgewinnung von Bremsenergie und die Verschiebung der Last des Verbrennungsmotors in noch effizientere Bereiche führen durch optimale Nutzung der damit gewonnenen elektrischen Energie zu einem CO2-Ausstoß von nur noch 65 g pro km - das sind weniger als 3 l auf 100 km.
Der Einsatz moderner Getriebe mit großer Spreizung, feiner Stufung und minimalen inneren Verlusten erlaubt, den Motor noch besser im Bereich der leistungs- und verbrauchsoptimalen Betriebspunkte zu betreiben. Hochwirksame Torsionsdämpfer-Konzepte mit Fliehkraftpendel ermöglichen sehr niedrige Motordrehzahlen bei maximalem Komfort. Der Spagat zwischen verbrauchsoptimierter Fahrweise und spontanem Reagieren bei hoher Fahrleistungsanforderung wird durch eine reaktionsschnelle Getriebe-Mechatronik in Verbindung mit einer hochentwickelten Software erreicht, bei der Schaltbefehle in Millisekunden blitzschnell umgesetzt werden.
Darüber hinaus helfen moderne Methoden der elektronischen Vernetzung, den Antriebsstrang noch intelligenter und effizienter zu machen. Ein Beispiel dafür ist die streckenbasierte Betriebsstrategie des S500 Plug-In Hybrid. Durch Verknüpfung der Comand-Navigationseinheit mit der Plug-In-Hybrid-Steuereinheit lässt sich ein kartenbasiertes vorausschauendes Energiemanagement und damit eine streckenoptimale Abfolge der Betriebsmodi des Hybrid realisieren. Alleine in diesem Bereich stecken weitere vielversprechende Möglichkeiten für die Zukunft, etwa durch die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander. Auf die Umsetzung dieser vielfältigen neuen Ideen unserer Ingenieure darf man gespannt sein.