Mercedes-Benz S 400 BlueHybrid: CO2-Champion unter Strom gesetzt

Mit dem Mercedes-Benz S 400 BlueHybrid bringt die deutsche Premium-Marke im Juni 2009 seinen ersten Hybrid-Pkw auf den Markt. Die Kombination aus dem weiterentwickelten V6-Benzinmotor mit dem kompakten Hybridmodul macht den S 400 BlueHybrid zur aktuell sparsamsten Luxuslimousine mit Ottomotor. Der durchschnittliche Benzinverbrauch beträgt lediglich 7,9 l/100 km. Das ergibt einen CO2-Ausstoß von 190 g/km. Für ein souveränes Leistungspotential sorgen aus der Kombination von Benziner und Elektromotor insgesamt 299 PS und 385 Nm Drehmoment.

Der neue Mercedes-Benz S 400 BlueHybrid basiert auf dem S 350 und ist mit einem umfangreich modifizierten Antriebsstrang ausgerüstet. Dazu gehören der weiterentwickelte 3,5-Liter-V6-Benzinmotor, der zusätzliche Permanentmagnet-Elektromotor, die für die Aufnahme des Hybridmoduls ausgelegte Siebenstufen-Automatik 7G-Tronic, die erforderliche Leistungs- und Steuerungselektronik, der Spannungswandler sowie die Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie.

Kompaktes Hybridmodul mit Boost-Effekt

Bei dem kompakten Hybridmodul handelt es sich um einen scheibenförmigen Elektromotor, der auch als Anlasser und Lichtmaschine dient. Das System bietet doppelten Nutzen: Zum einen hilft es, Kraftstoff zu sparen, zum anderen erhöht es den Fahrspaß. Ein Grund dafür ist der sogenannte Boost-Effekt, durch den der Elektromotor den Verbrennungsmotor in der verbrauchsintensiven Beschleunigungsphase mit einem Drehmoment von maximal 160 Newtonmetern kraftvoll unterstützt.

Das Hybridmodul verfügt ferner über eine komfortable Start-Stopp-Funktion, die den Motor abschaltet, wenn der Wagen hält, zum Beispiel bei einem Ampelstopp. Wenn es weitergeht, startet der Elektromotor das Haupttriebwerk fast unmerklich. Dies trägt ebenfalls zur Kraftstoffeinsparung und Umweltschonung bei: Da der Motor mit der ersten Zündung praktisch sofort anspringt, werden auch in der Startphase Emissionen minimiert.

Bei der Verzögerung des Fahrzeugs arbeitet der Elektromotor als Generator und kann durch die Rekuperation wiederum Bremsenergie zurückgewinnen. Der Elektromotor verstärkt dabei in feinfühliger Zusammenarbeit die Motorbremse des Verbrennungstriebwerkes und die klassischen Radbremsen in nahtlos ineinander übergehenden Schritten. Die gewonnene Energie wird in einer leistungsfähigen, aber kompakten Lithium-Ionen-Batterie im Motorraum gespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen.

Dank des platzsparenden Einbaus im Motorraum an Stelle der herkömmlichen Starterbatterie, bleiben die großzügigen Innenraummaße und das Kofferraumvolumen unverändert erhalten. Die Lithium-Ionen-Batterie dient nicht nur als Energiespeicher für den Elektromotor, sondern ist über den Spannungswandler auch mit dem 12-Volt-Bordnetz verbunden, das Standardverbraucher wie die Scheinwerfer und die Komfortfeatures versorgt.

Optimierter Benziner mit effizientem Elektromotor

Der 3,5-Liter-V6-Benzinmotor mit adaptiver Ventilsteuerung wurde grundlegend überarbeitet und optimiert. Ein neuer Zylinderkopf, andere Kolben sowie eine modifizierte Nockenwelle mit anderer Nockenwellensteuerung steigern die Leistung um 7 PS auf 279 PS - bei gleichzeitig reduziertem Kraftstoffkonsum. Eine zusätzliche Wirkungsgradverbesserung, insbesondere bei Überlandfahrten oder auf der Autobahn, erreicht der S 400 BlueHybrid durch die Verschiebung des sogenannten Betriebspunktes des Verbrennungsmotors in Richtung eines geringeren spezifischen Verbrauchs. Das sehr hohe Anfahrmoment durch E-Boost vermittelt dem Fahrer ein besonders souveränes Beschleunigungsgefühl, während der Verbrauch und die Emissionen sinken.

Beim Elektromotor handelt es sich um einen 3-Phasen-Drehstrom-Permanentmagnet-Elektromotor als Außenläufer, der bei 120 Volt Betriebsspannung eine Maximalleistung von 20 PS und ein Startdrehmoment von 160 Nm entwickelt. Das Zusammenspiel mit dem Verbrennungsmotor ermöglicht zahlreiche Zusatzfunktionen, die den Kraftstoffverbrauch, die Emissionen und die Agilität des S 400 BlueHybrid gleichermaßen positiv beeinflussen. Außerdem dämpft das scheibenförmige Aggregat wirkungsvoll Torsionsschwingungen im Antriebsstrang, wodurch Geräusche und Vibrationen weiter verringert werden.

Im rechten vorderen Radhaus brachten die Ingenieure den Spannungswandler unter, der den Energie-Austausch zwischen dem 120-Hochvoltnetz und dem 12-Volt-Bordnetz ermöglicht und - bei einem eventuellen Spannungsverlust der Standardbatterie - auch die Option „Fremdstart per Starthilfekabel“ sicherstellt. Die 12-Volt-Bleisäure-Batterie ist im Kofferraum eingebaut und versorgt neben den Standardverbrauchern auch das Überwachungssystem der Hochvoltkomponenten mit Energie.

Boost-Effekt für noch mehr Fahrvergnügen

Das Gesamtsystem erhöht den Fahrspaß mithilfe des Boost-Effekts, durch den der Elektromotor den Verbrennungsmotor in der verbrauchsintensiven Beschleunigungsphase mit einem Drehmoment von maximal 160 Nm von der ersten Umdrehung an kraftvoll unterstützt. Somit tritt der Hybridantrieb des S 400 BlueHybrid bereits aus niedrigsten Drehzahlen kraftvoll an. Das ergänzende Drehmoment des Hybridmoduls macht sich auch in der weiteren Beschleunigungsphase anhaltend positiv bemerkbar. Der Fahrer profitiert folglich in allen Fahrsituationen vom Zusammenspiel der beiden Aggregate in Form von spurtstarkem Ansprechverhalten und souveräner Kraftentfaltung - ohne erhöhten Treibstoffverbrauch.

Der Mercedes-Benz S 400 BlueHybrid beschleunigt in 7,2 Sekunden von 0 auf 100 km/h und erreicht eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h. Den bereits sehr günstigen Verbrauch des konventionell motorisierten S 350 unterbietet der S 400 BlueHybrid um bis zu 2,2 Liter pro 100 Kilometer. Der CO2-Ausstoß verringert sich sogar um 21 Prozent.

Den aktuellen Status des Hybridantriebs kann der Fahrer visuell verfolgen. Das Kombiinstrument informiert an zentraler Stelle mit einer separaten Anzeigefunktion über den jeweiligen Energiefluss beim Boosten und Rekuperieren sowie über den Ladezustand der Batterie.

Auf unterschiedliche Fahrzustände optimal abgestimmt

Dank der kompakten Abmessungen und der modularen Bauweise beträgt das Mehrgewicht des Gesamtsystems lediglich 75 Kilogramm. Die Zuladung mit 595 Kilogramm blieb unverändert. Die Hochleistungs-Motorsteuerung reagiert zudem sehr differenziert auf unterschiedliche Fahrzustände und stimmt das Antriebssystem optimal auf den jeweiligen Einsatzzweck ab, so dass Kraftstoffverbrauch sowie Emissionen auf dem niedrigstmöglichen Niveau gehalten werden können - sei es im Stilltand, beim Anfahren und Beschleunigen, bei Konstantfahrt, beim Ausrollen sowie Bremsen und Rangieren.

Im Stadtverkehr mit häufigen Stopps vor roten Ampeln spielt der Hybridantrieb seine Vorteile besonders aus. Das häufige Abstellen des Verbrennungsmotors in der Ausrollphase senkt den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen nachhaltig. Hinzu kommen gleichzeitig lange Rekuperationsphasen, welche die Batterieladung erhöhen. Der Elektromotor ermöglicht mittels der Start-Stopp-Funktion einen besonders komfortablen und schnellen Wiederstart.

Auf der Landstraße lösen Boost-, Konstant- und Rekuperationsphasen sich häufig ab. Je nach Streckenprofil, stehen große Mengen an Rekuperationsenergie zur Verfügung, die Verbrauch und Emissionen senken. Je mehr Brems- und Beschleunigungsvorgänge stattfinden, umso besser: Berg- und Talfahrten sowie dynamische, kurvenreiche Strecken bieten die größten Ersparnisse. Auf der Autobahn tritt zwar der Hybrideffekt naturgemäß in den Hintergrund, doch durch die gezielten Modifikationen am V6-Benzinmotor und dem 7G-Tronic-Automatikgetriebe kann der Fahrer auch auf schnellen Verbindungsetappen signifikante Verbrauchsvorteile und entsprechend geringere Emissionen erzielen.