„Mit unserer neuen Antriebsstrategie transportieren wir unsere typische DNA in eine elektrifizierte Zukunft. Unsere komplett in Affalterbach entwickelten Performance Hybriden werden die Fahrdynamik unserer aktuellen Modelle sogar noch übertreffen und tragen somit unser neues Technologielabel E PERFORMANCE absolut zu Recht. Auch mit den rein elektrischen Derivaten auf Basis der Mercedes-EQ Modelle starten wir als Mercedes-AMG mit der Elektrifizierung des Portfolios weiter durch. Wir öffnen uns damit neuen Zielgruppen, die Mercedes-AMG als Performance Luxury Marke des 21. Jahrhunderts erleben können“, sagt Philipp Schiemer, Vorsitzender der Geschäftsführung der Mercedes-AMG GmbH.

„Mercedes-AMG steht seit jeher für höchste Leistung und maximale Fahrdynamik. Bei der Entwicklung unserer neuen E PERFORMANCE Hybrid-Strategie stand daher von Anfang an fest, dass wir für AMG ein eigenständiges Konzept verfolgen werden. Das Layout mit Verbrennungsmotor vorn und Electric Drive Unit an der Hinterachse bietet zahlreiche Vorteile. Die dadurch optimierte Gewichtsverteilung, die bestmögliche Ausnutzung des Drehmoments oder auch die sehr spontane Leistungsabgabe versprechen Fahrdynamik auf höchstem Niveau. Hinzu kommt die von uns entwickelte High Performance Batterie, die eine doppelte Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Antriebsakkus ausweist und wie viele andere Komponenten von der Technologie aus der Formel 1 inspiriert ist”, sagt Jochen Hermann, technischer Geschäftsführer der Mercedes-AMG GmbH.

Komplett neu entwickelter Performance Hybrid mit innovativem AMG Konzept

Die eigenständige E PERFORMANCE Antriebsstrategie basiert auf dem Leitgedanken, einen elektrifizierten Antriebsstrang zu entwickeln, der die markentypische Driving Performance und die Fahrdynamik noch weiter erhöht, gleichzeitig aber auch höchst effizient ist. Mit der Leistungssteigerung durch den zusätzlichen Elektromotor konnte das Entwicklerteam parallel auch den Wirkungsgrad des Gesamtfahrzeugs verbessern – und geringere Emissionen sowie einen niedrigeren Verbrauch erzielen.

Die exklusive Fahrzeugarchitektur ermöglicht als zusätzliche Benefits natürlich auch das rein elektrische Fahren und die externe Lademöglichkeit an Wallbox, öffentlicher Ladestation oder Haushalts-Steckdose. Außerdem hilft die Elektrifizierung dabei, auch mit kleineren Verbrennungsmotoren das heutige hohe AMG Leistungsniveau in Zukunft zu erhalten oder noch zu übertreffen.

Das modulare AMG Konzept verknüpft als Performance Hybrid den AMG Acht- oder Vierzylindermotor mit einem permanent erregten Synchron-Elektromotor, einer in Affalterbach entwickelten High Performance Batterie sowie dem vollvariablen Allradantrieb AMG Performance 4MATIC+. Der Elektromotor (je nach Modellreihe bis zu 150 kW Leistung und 320 Nm Drehmoment) ist an der Hinterachse positioniert und dort mit einem elektrisch geschalteten Zweigang-Getriebe sowie dem elektronisch gesteuerten Hinterachs-Sperrdifferenzial in einer kompakten Electric Drive Unit (EDU) integriert. Fachleute sprechen bei diesem Layout von einem P3-Hybrid. Die leichte High Performance Batterie ist ebenfalls im Heck über der Hinterachse platziert. Diese Auslegung ergibt zahlreiche Vorteile speziell für Sportwagen und Performance Modelle:

• Der exklusiv von AMG entwickelte Elektromotor wirkt direkt auf die Hinterachse (ohne Umweg über das AMG SPEEDSHIFT MCT-9G Getriebe) und kann damit seine Kraft unmittelbarer in Vortrieb umsetzen – für den Extra-Boost beim Anfahren, Beschleunigen oder Überholen.
• Die Kraft des Elektromotors setzt überdies bauarttypisch sofort mit vollem Drehmoment ein, sodass ein besonders agiles Anfahrverhalten möglich ist.
• Außerdem kann über das integrierte, elektronisch gesteuerte Hinterachs-Sperrdifferenzial jedem Hinterrad das optimale Drehmoment je nach Fahrsituation zugeteilt werden. Die Folge: Der Fahrer erlebt unmittelbar einen spürbaren Performance Zugewinn, weil das Hybrid-Fahrzeug noch agiler aus Kurven heraus beschleunigt.
• Bei zunehmendem Schlupf an der Hinterachse wird die Antriebskraft des Elektromotors für mehr Traktion kurzfristig bedarfsgerecht auch auf die Vorderräder übertragen. Möglich macht dies die mechanische Verbindung des vollvariablen Allradantriebs durch die Kardanwelle und die Antriebswellen der Vorderräder.
• Die Positionierung an der Hinterachse verbessert die Gewichts- sowie die Achslastverteilung im Fahrzeug und bildet so die Basis für das überzeugende Handling.
• Das AMG Konzept bietet zudem bei der Rekuperation einen sehr hohen Wirkungsgrad, weil dieses System prinzipiell nur minimale mechanische und hydraulische Verluste von Motor und Getriebe erlaubt.
• Das modulare Konzept lässt sich über mehrere Baureihen ausrollen und gibt dadurch die Flexibilität, das AMG Portfolio in die elektrifizierte Zukunft zu führen.
• Weil der Elektromotor unabhängig vom AMG SPEEDSHIFT MCT-9G Getriebe agiert, verbessert sich auch die Effizienz des Antriebs.
• Das automatisiert schaltende Zweiganggetriebe an der Hinterachse gewährleistet mit seiner speziell abgestimmten Übersetzung die Spreizung vom hohen Raddrehmoment zum agilen Anfahren bis zur sicheren Dauerleistung bei höheren Geschwindigkeiten. Ein elektrischer Aktuator legt den 2. Gang spätestens bei ca. 140 km/h ein, was der Maximaldrehzahl des Elektromotors von rund 13.500/min Umdrehungen entspricht.
• Gleichzeitig verschleift der Elektromotor die Gangwechsel des MCT Getriebes des Verbrennungsmotors was zu dem überragend agilen Fahrerlebnis ebenfalls beiträgt und gleichzeitig den Fahrkomfort erhöht.

Inspiriert von der Formel 1, entwickelt in Affalterbach: AMG High Performance Batterie

Bei der Festlegung der Elektrifizierungsstrategie war von Anfang an klar, dass alle wesentlichen Bauteile in Affalterbach entwickelt werden. Dazu gehört als Herzstück auch die AMG High Performance Batterie (HPB) für die kommenden Performance Hybridmodelle. Die Entwicklung des Lithium-Ionen-Energiespeichers begann 2016 und wurde von Technologien inspiriert, die sich in den Formel 1 Hybrid-Rennwagen des Mercedes-AMG Petronas F1 Teams unter härtesten Bedingungen bewährt haben. Im Zuge der Entwicklung fand ein reger Austausch des Expertenwissens von der Formel 1 Motorenschmiede High Performance Powertrains (HPP) in Brixworth und Mercedes-AMG in Affalterbach statt. Das Lastenheft war schnell definiert: Die AMG High Performance Batterie verbindet hohe, häufig hintereinander abrufbare Leistung mit geringem Gewicht, um die Gesamtperformance des Fahrzeugs zu erhöhen. Hinzu kommen die schnelle Energieaufnahme und die hohe Leistungsdichte. Das bedeutet: Bei einer zügigen Fahrt beispielsweise in hügeligem Gelände kann bergauf spontan das volle Leistungspotenzial abgerufen werden, während bei Talfahrten stark rekuperiert wird.

Jede Batterie benötigt für die optimale Leistungsabgabe eine definierte Temperatur. Wird der Energiespeicher zu kalt oder zu heiß, verliert er zeitweise spürbar an Kraft oder muss sogar heruntergeregelt werden, um bei zu hohen Wärmegraden nicht Schaden zu nehmen. Eine gleichmäßige Temperierung der Batterie hat daher entscheidenden Einfluss auf ihre Performance, Lebensdauer und Sicherheit. Herkömmliche Kühlsysteme, welche nur mit Luft oder das gesamte Batteriepaket indirekt mit Wasser kühlen, stoßen schnell an ihre Grenzen – zumal die Anforderungen durch immer energiedichtere Zellen weiter zunehmen. Wird das Wärmemanagement seiner Funktion nicht optimal gerecht, droht zudem eine vorzeitige Alterung der Batterie.

Der Innovationsschub: die Direkt-Kühlung der Batteriezellen

Grundlage für die hohe Performance der AMG 400-Volt-Batterie ist die innovative Direkt-Kühlung: Erstmals werden die 560 Zellen einzeln gekühlt; sie werden also permanent von einem High-Tech-Kühlmittel auf Basis einer elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit umströmt. Für die Direkt-Kühlung mussten die AMG-Spezialisten neue, nur millimeter-dünne Kühlmodule entwickeln. Rund 14 Liter Kühlmittel zirkulieren mit Hilfe einer eigens entwickelten elektrischen Hochleistungspumpe von oben nach unten durch die gesamte Batterie an jeder Zelle vorbei und durchfließen dabei auch einen Öl/Wasser-Wärmetauscher, der direkt an der Batterie angebracht ist. Dieser leitet die Wärme in einen der beiden Niedertemperaturkreisläufe (NT) des Fahrzeugs ab und von dort weiter an den NT-Kühler an der Wagenfront, der die Wärme schließlich an die Umgebungsluft abgibt. Das System ist dabei so ausgelegt, dass eine gleichmäßige Wärmeverteilung in der Batterie gewährleistet ist.

Für hohe Dauerleistung und doppelte Spitzenleistung stets im optimalen Temperaturfenster

Die Folge: Die Batterie befindet sich immer in einem gleichmäßigen, optimalen Arbeitstemperaturfenster von 45 Grad Celsius, ganz gleich, wie oft sie ge- oder entladen wird. Herkömmliche Kühlsysteme schaffen das nicht, der Akku kann sein Leistungsvermögen nicht mehr vollumfänglich abrufen. Nicht so die AMG High Performance Batterie: Auch bei schnellen Runden im Hybridmodus auf der Rennstrecke, bei denen häufig beschleunigt (Batterie wird entladen) und verzögert wird (Batterie wird geladen), behält der Energiespeicher sein hohes Leistungsvermögen.

Auf dem Prüfstand haben Prototypen der Batterie bereits unzählige Testkilometer problemlos absolviert. In der Fahrzeugerprobung zeigt sich eine dauerhaft hohe Leistungsfähigkeit und lange Lebensdauer.

Erst die wirksame Direkt-Kühlung ermöglicht es zudem, Zellen mit sehr hoher Leistungsdichte einzusetzen. Aufgrund dieser individuellen Lösung konnte das Batteriesystem besonders leicht und kompakt gestaltet werden. Zum geringen Gewicht trägt auch das materialsparende Stromschienenkonzept bei und die leichte, aber auch stabile Crashstruktur des Gehäuses aus Aluminium. Sie garantiert höchste Sicherheit.

High Performance Batterie mit 70 kW Dauerleistung und 150 kW Spitzenleistung

Mercedes-AMG startet mit der intern genannten Variante HPB80 mit 6,1 kWh Kapazität, 70 kW Dauerleistung und 150 kW Spitzenleistung für zehn Sekunden. Sie wiegt 89 Kilogramm und erreicht daher eine Leistungsdichte von 1,7 kW/kg. Herkömmliche Batterien ohne Direkt-Kühlung der Zellen schaffen ungefähr die Hälfte dieses Wertes.

Aufgrund der Skalierbarkeit der Batterie wäre es grundsätzlich auch denkbar, weitere Ausbaustufen folgen zu lassen. Hierzu werden die Anforderungen je Segment genau überprüft.

„Always on“-Betriebsstrategie: elektrische Kraft stets abrufbar

Die grundlegende Betriebsstrategie ist vom Hybrid-Powerpack des Mercedes-AMG Petronas Formel 1 Rennwagens abgeleitet. Wie in der Königsklasse des Motorsports steht immer dann maximaler Vortrieb zur Verfügung, wenn der Fahrer ihn benötigt – um beispielsweise kraftvoll aus Kurven herausbeschleunigen zu können oder beim Überholen. Dazu ist das Hybrid-System „Always on“: Über hohe Rekuperationsleistungen und bedarfsgerechtes Nachladen lässt sich die elektrische Kraft stets abrufen und häufig reproduzieren. Das eigenständige Batteriekonzept ermöglicht dabei den optimalen Kompromiss zwischen maximaler Fahrdynamik und zeitgemäßer Effizienz. Alle Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt: Der Performance Zugewinn ist unmittelbar erlebbar.

Die sechs AMG DYNAMIC SELECT Fahrprogramme „Electric“, „Comfort“, „Sport“, „Sport+“, „RACE“ und „Individual“ sind exakt auf die neue Antriebstechnologie zugeschnitten und bieten damit ein weit gespreiztes Fahrerlebnis – von hocheffizient bis hochdynamisch. Die Fahrprogramme passen wichtige Parameter wie das Ansprechverhalten von Antrieb und Getriebe, die Lenkungskennlinie, die Fahrwerksdämpfung oder den Sound an. Die Programme werden über die Schaltwippe in der Mittelkonsole oder die AMG Lenkradtasten angewählt und im Kombiinstrument sowie auf dem Multimedia-Display visualisiert.

Gewöhnlich startet der Performance Hybrid lautlos („Silent Mode“) im Fahrprogramm „Comfort“ mit dem Einschalten des Elektromotors. Im Kombiinstrument signalisiert das Icon „Ready“ die Fahrbereitschaft. Ein leichter Tritt auf das Fahrpedal genügt, und schon setzt sich der AMG Performance Hybrid in Bewegung.

• Fahrprogramm „Comfort“: Das Anfahren erfolgt meist elektrisch. Verbrennungs- und Elektromotor laufen situativ – mit elektrischem Antrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten, beispielsweise im Wohngebiet oder in der Innenstadt, hybrides Fahren mit Verbrennungs- und Elektromotor über Land und auf der Autobahn. Insgesamt ergibt sich ein harmonischer und verbrauchsoptimierter Fahreindruck, unter anderem durch frühes Hochschalten des AMG SPEEDSHIFT MCT-9G Getriebes. Fahrwerk und Lenkung sind komfortbetont abgestimmt. Der Schwerpunkt der Steuerung liegt auf der energetischen Effizienz, so dass Kraftstoffverbrauch und Emissionen reduziert werden können. Die AMG typische Sportlichkeit und Agilität bleibt erhalten.
• Fahrprogramm „Electric“: Rein elektrisches Fahren aus dem Stand bis 130 km/h, der Verbrennungsmotor bleibt stets ausgeschaltet. Der Performance Hybrid fährt in der Grundauslegung mit reinem Heckantrieb. Durch die mechanische Verbindung zu den AMG Performance 4MATIC+ Bauteilen steht bei Bedarf aber auch der Allradantrieb zur Verfügung: Wenn etwa die Hinterräder plötzlich zu viel Schlupf bekommen, wird die Kraft des Elektromotors über die Kardan- und Antriebswellen auch an die Vorderräder übertragen. Wenn die Batterie leer gefahren ist, schaltet die intelligente Betriebsregelung automatisch auf das Fahrprogramm „Comfort“ um, der Verbrenner springt an und übernimmt die Antriebsleistung.
• Fahrprogramm „Sport“: Anfahren mit Verbrennungs- und Elektromotor und situatives Zusammenspiel der beiden Antriebe. Die Boost-Funktion des Elektromotors wird früher freigegeben. Sportliche Ausprägung des Fahreindrucks durch agileres Ansprechen auf Fahrpedalbefehle, verkürzte Schaltzeiten und früheres Zurückschalten. Dynamischere Abstimmung von Fahrwerk und Lenkung.
• Fahrprogramm „Sport+“: Anfahren mit Verbrennungs- und Elektromotor und situatives Zusammenspiel der beiden Antriebe. Noch höhere Boost-Leistung. Extrem sportliche Ausprägung durch noch agilere Gasannahme sowie gezielte Momenteneingriffe beim Hochschalten mit Zylinderausblendung für optimale Schaltzeiten. Erhöhte Leerlaufdrehzahl für schnelleres Anfahren. Fahrwerk, Lenkung und Antriebsstrang sind noch dynamischer abgestimmt.
• Fahrprogramm „RACE“: Für hochdynamische Fahrten auf abgesperrten Rennstrecken. Hier sind alle Parameter auf maximale Performance getrimmt. Anfahren mit Verbrennungs- und Elektromotor und situatives Zusammenspiel der beiden Antriebe. Volle elektrische Boost-Leistung des Elektromotors zur Unterstützung des Verbrennungsmotors beim starken Beschleunigen. Starkes Nachladen der Batterie bei niedriger Leistungsanforderung für maximale elektrische Verfügbarkeit.
• Fahrprogramm „Individual“: Individuelle Anpassung von Antrieb, Getriebe, AMG DYNAMICS, Fahrwerk, Lenkung und Abgasanlage.

Weitere Vorteile des Hybridantriebs ergeben sich für die Fahrdynamikregelung. Statt eines verzögernden Bremseneingriffs des ESP® kann die Elektro-Maschine die Traktion regeln, sobald ein Rad zu viel Schlupf signalisiert. Das ESP® muss gar nicht oder erst später eingreifen. Vorteil: Der Verbrennungsmotor kann dadurch mit höherem Moment betrieben werden, was sowohl die Agilität im Anschluss verbessert, als auch die Effizienz erhöht. Außerdem kann die sonst beim Bremsen „vernichtete“ Leistung zum Laden der Batterie genutzt werden.

Die AMG Performance Hybriden erhalten auch die integrierte Fahrdynamikregelung AMG DYNAMICS. Sie beeinflusst die Regelstrategien des ESP® (Elektronisches Stabilitäts-Programm), des Allradantriebs und des elektronisch gesteuerten Hinterachs-Sperrdifferenzials. Dies steigert die Agilität, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.

Besonders bemerkenswert: AMG DYNAMICS bestimmt, wie das Fahrzeug reagieren soll. Das System nutzt dazu die vorhandenen Sensoren, die unter anderem die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung, den Lenkwinkel und die Gierrate erfassen. Mittels einer intelligenten Vorsteuerung lässt sich aus den Aktionen des Fahrers und den Daten der Sensoren das vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverhalten vorhersehen. Die Regelung passt sich den fahrdynamischen Fähigkeiten des Fahrers maßgeschneidert an – und zwar ohne spürbare oder störende Eingriffe des Systems. Der Fahrer erhält ein sehr authentisches Fahrgefühl mit hoher Kurvendynamik und optimaler Traktion bei hoher Stabilität und berechenbarem Fahrverhalten. Auch erfahrene Piloten werden so optimal unterstützt, ohne vom System bevormundet zu werden.

• AMG DYNAMICS „Basic“ ist den Fahrprogrammen „Comfort“ und „Electric“ zugeordnet. Die Auslegung ergibt ein sehr stabiles Fahrverhalten mit hoher Gierdämpfung.
• „Advanced“ wird im Programm „Sport“ aktiviert. Das Fahrzeug bleibt neutral ausbalanciert. Die geringere Gierdämpfung und die gesteigerte Agilität unterstützen dynamische Manöver wie beispielsweise Fahrten auf verwinkelten Landstraßen.
• „Pro“ (Abkürzung für „Professional“) gehört zum Programm „Sport+“. In „Pro“ wird der Fahrer noch stärker bei dynamischen Fahrmanövern unterstützt, die Agilität und Fahrbahnrückmeldung bei Kurvenfahrten weiter gesteigert.
• „Master“ ist mit dem Fahrprogramm „RACE“ gekoppelt. Der „Master“-Modus richtet sich an Fahrer, die Dynamik und Fahrspaß auf abgesperrten Rundstrecken erleben möchten. „Master“ bietet eine tendenziell leicht übersteuernde Fahrzeugbalance, eine direktere Lenkung und ein agileres Einlenkverhalten. Auf diese Weise gewährleistet „Master“ höchste Agilität und bringt das fahrdynamische Potenzial der „S“-Version optimal zur Geltung. Um in den „Master“-Modus zu gelangen, muss der Fahrer über den separaten Taster in der Mittelkonsole das ESP® in ESP® SPORT Handling Mode oder ESP® OFF schalten.

Im Fahrprogramm „Individual“ kann der Fahrer die AMG DYNAMICS Stufen „Basic“, „Advanced“, „Pro“ und „Master“ selbst festlegen.

Rekuperation in vier Stufen wählbar

Weil sich die High Performance Batterie durch die Direkt-Kühlung stets im optimalen Temperaturfenster von rund 45 Grad befindet, lässt sich auch die Rekuperation optimieren – normalerweise erhitzt sich eine Batterie bei zu hoher Rekuperationsleistung stark, sodass die Energierückgewinnung heruntergeregelt werden muss.

Die Rekuperation beginnt, wenn der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal nimmt, also im Schubbetrieb ohne Berührung des Bremspedals. Dabei wird nicht nur die Batterie geladen, sondern es entsteht auch ein starkes Bremsmoment – die Radbremsen werden geschont oder müssen je nach Verkehrslage gar nicht betätigt werden. Der Fahrer kann vier unterschiedlich starke Rekuperationsleistungen an der rechten AMG Lenkradtaste auswählen Das gilt in allen Fahrprogrammen, wobei die Energierückgewinnung je nach Fahrprogramm unterschiedlich ausgelegt ist.

• Stufe 0: Das Fahrzeug verhält sich ähnlich wie ein konventioneller Verbrenner mit Handschaltung, bei dem ausgekuppelt wird, und rollt beim Gaswegnehmen mit geringstem Widerstand weiter. Die Rekuperationsleistung ist sehr gering und dient nur dazu, die Stromversorgung des Fahrzeugs zu erhalten. Mit abgeschaltetem Verbrennungsmotor werden die Reibungsverluste im Triebstrang maximal reduziert.
• Stufe 1: Das ist die Standardeinstellung, bei der die Rekuperation für den Fahrer schon spürbar ist und in etwa der Verzögerung eines konventionellen, eingekuppelten Verbrennungsmotors entspricht.
• Stufe 2: Stärkere Rekuperation, beim Mitschwimmen im Verkehr muss das Bremspedal kaum noch betätigt werden.
• Stufe 3: Höchste Energierückgewinnung von bis zu 90 kW über das so genannte „One-Pedal“-Fahren wie bei einem reinen Elektroauto möglich. Das ist gewöhnungsbedürftig und kann bei schnellen Runden auf der Rennstrecke auch irritieren: Hier möchte der Racer auf der Bremse das letzte Quäntchen Zeit herausholen. Deshalb wird im Fahrprogramm „RACE“ die Rekuperation automatisch auf Stufe 1 gestellt, um ein möglichst reproduzierbares Fahrzeugverhalten zu erreichen (die hohe Effizienz ist aber weiterhin gewährleistet, da die Energierückgewinnung bei Betätigung der Bremse erfolgt).

Weiterer Vorteil der Rekuperation ist, dass bei steilen Bergabfahrten das Fahrzeug nicht schneller wird. Das System funktioniert also wie eine Motorbremse, speist dabei aber auch noch Energie in die Batterie ein.

Lasst Zahlen sprechen: über 600 kW Systemleistung und mehr als 1.000 Nm Systemdrehmoment

Das herausragende Leistungsvermögen des AMG Performance-Hybrid-Antriebsstrangs spricht für sich: Technisch möglich sind mehr als 600 kW Systemleistung und über 1.000 Nm Systemdrehmoment. Je nach künftigem Fahrzeug ermöglicht das eine Beschleunigung von 0 bis 100 km/h in weniger als 3,0 Sekunden. Das sofortige Ansprechen des Elektroantriebs, der schnelle Drehmomentaufbau und die optimierte Gewichtsverteilung im Fahrzeug ermöglichen neue Bestwerte in Längs- und Querdynamik. Besonders die überaus spontanen Reaktionen auf jede Bewegung des Fahrpedals begeistern in jeder Fahrsituation. Dieser Antriebsstrang ist in verschiedenen Ausbaustufen für mehrere Baureihen vorgesehen. Um die wechselnden Anforderungen von Markt und Kunden in künftige Produkte einfließen zu lassen halten, ist die finale Festlegung von Motorisierung und Leistungswerten zum aktuellen Zeitpunkt noch offen.

Die nächste Stufe: E PERFORMANCE mit 2,0-Liter Vierzylindermotor und elektrischem Abgas-Turbolader

Parallel zur Entwicklung der Achtzylinder-Performance-Hybride verläuft die nächste technologische Stufe: AMG Performance-Hybride in Kombination mit dem AMG Vierzylinder-Turbomotor. Das 2,0-Liter-Triebwerk mit der internen Bezeichnung M 139 kommt bislang in den kompakten Performance-Modellen quer eingebaut zum Einsatz. Als E PERFORMANCE-Variante wird er auch in anderen künftigen Baureihen von Mercedes-AMG für standesgemäßen Vortrieb sorgen. Dann allerdings längs eingebaut, tiefgreifend überarbeitet sowie nochmals deutlich leistungsgesteigert. Dabei streben die Ingenieure an, dass der weiter entwickelte M 139 die bislang bereits weltweit höchste Literleistung aller Vierzylinder-Serienmotoren nochmals übertreffen wird.

Größte Innovation ist der elektrische Abgas-Turbolader, der erstmals in einem Serienfahrzeug realisiert wird. Diese Technologie stammt direkt aus der Formel 1 und wird dort als MGU-H (Motor Generator Unit Heat) bezeichnet. Das identische System beflügelt auch schon das Hypercar Mercedes-AMG Project ONE.

Blitzschnelles Ansprechen, agiler als ein V8-Saugmotor

Der elektrische Abgasturbolader löst den Zielkonflikt zwischen einem kleinen, schnell ansprechenden Lader, der jedoch eine vergleichsweise geringe Spitzenleistung erzielt, und einem großen Lader mit hoher Spitzenleistung, der wiederum deutlich verzögert anspricht.

Abgas-Turbolader mit integriertem Elektromotor: Agilität neu definiert

Der Clou dieser innovativen Aufladung: Direkt auf der Welle des Abgasturboladers (Laderwelle), zwischen dem Turbinenrad auf der Abgasseite und dem Verdichterrad auf der Frischluftseite, ist ein rund vier Zentimeter schmaler Elektromotor integriert. Dieser treibt elektronisch gesteuert die Welle des Abgasturboladers direkt an und beschleunigt damit das Verdichterrad, bevor der Abgasstrom den Antrieb übernimmt. Die Elektrifizierung des Turboladers verbessert das Ansprechverhalten direkt ab Leerlaufdrehzahl und über den gesamten Drehzahlbereich hinweg deutlich.

Die Folge: Der Verbrennungsmotor reagiert noch spontaner auf Fahrpedalbefehle, das gesamte Fahrgefühl ist deutlich dynamischer und agiler. Außerdem ermöglicht die Elektrifizierung des Turboladers ein höheres Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen gegenüber einer nicht elektrifizierten Aufladung, was die Agilität ebenfalls steigert und das Beschleunigungsvermögen aus dem Stand optimiert. Auch wenn der Fahrer vom Gas geht oder bremst, ist die Technologie des E-Turboladers in der Lage, den Ladedruck stets aufrecht zu erhalten, sodass ein kontinuierlich direktes Ansprechverhalten gewährleistet ist.

Der Turbolader wird mit dem 400 Volt-Bordnetz betrieben und erreicht damit Drehzahlen von bis zu 156.000/min, was einen sehr hohen Luftdurchsatz ermöglicht. Lader und Elektromotor sind an den Hochtemperatur-Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors angeschlossen, um ein stets bestmögliches Temperaturumfeld zu schaffen. Die Leistungselektronik wird über den Niedertemperatur-Kreislauf gekühlt.

Künftiger Vierzylinder-Hybrid auf dem Leistungsniveau des aktuellen V8-Motors mit Biturboaufladung

Beim Vierzylinder-Performance-Hybrid kann der mehr als 330 kW starke AMG 2,0-Liter-Turbomotor (mit elektrischem Abgas-Turbolader) mit einem bis zu 150 kW starken Elektromotor kombiniert werden. Die Gesamtleistung und das Gesamtdrehmoment ermöglichen künftigen AMG Modellen Fahrleistungen, die vergleichbare, heutige Fahrzeuge mit V8-Motor ohne Hybridantrieb noch übertreffen. Die hohe Agilität, Performance und Effizienz des hybriden 4-Zylinder Antriebsstranges wird zunächst in der zukünftigen Generation der Mercedes-AMG C-Klasse auf den Markt kommen.

Riemengetriebener Starter-Generator serienmäßig

Die Vier- und Achtzylinder-Performance Hybride erhalten außerdem einen riemengetriebenen Starter-Generator (RSG), der Lichtmaschine und Anlasser in einem Bauteil vereint und 10 kW (14 PS) leistet. Er startet den Verbrennungsmotor und gewährleistet die Grundversorgung der Nebenaggregate wie Klimaanlage oder Fahrlicht, wenn das Fahrzeug beispielsweise an einer Ampel steht und der Ladezustand der Hochvolt-Batterie nicht mehr ausreicht, um das Niedrigvolt-Bordnetz zu stützen. Der RSG agiert besonders reaktionsschnell, weil er in das 400-Volt Hochspannungsnetz integriert ist.

100 Prozent Emotionen, null Emissionen: Rein batterieelektrische AMG Fahrzeuge kurz vor dem Serienstart

Darüber hinaus entwickelt Mercedes-AMG auch Performance Fahrzeuge mit rein batterieelektrischem Antrieb. Derzeit entstehen exklusive, individualisierte sowie leistungsgesteigerte AMG-Modelle auf Basis kommender Mercedes-EQ Elektroautomobile – ähnlich wie heute eine Mercedes-AMG E-Klasse auf Basis eines Mercedes-Benz Modells, die sogenannte AMG Derivatestrategie. Die Markteinführung wird noch in diesem Jahr beginnen. 

Die ersten batterieelektrischen AMG Modelle basieren auf der neuen, elektro-exklusiven Mercedes-EQ Architektur. Die Fahrzeuge werden in Affalterbach markenspezifisch in den Bereichen Technologie (Antrieb, Fahrwerk, Bremsen, Sound), Exterieurdesign, Interieurgestaltung sowie Serienausstattung und Optionen umfangreich neu entwickelt. Sie sind Botschafter einer neuen Ära im Performance-Segment der 43er und 53er AMG Modelle, für Zielgruppen, die großen Wert auf innovative Elektro-Mobilität legen, aber auf Sportlichkeit und agile Fahrdynamik nicht verzichten möchten.

Das Exterieur-Design greift AMG charakteristische Elemente auf und überträgt diese in das vollelektrische Zeitalter. Dazu gehören die spezifische Kühlerverkleidung mit vertikalen Lamellen, die neu gestaltete Frontschürze, die Seitenschwellerverkleidungen, das eigenständige Heck mit Spoilerlippe und Diffusor sowie AMG Räder im Aero- oder Heritage-Design.

Auch der Innenraum erhält die besondere sportliche Note unter anderem durch exklusive AMG Sitze mit individueller Grafik, AMG spezifischen Funktionen und Anzeigen für die MBUX-Displays oder das AMG Performance Lenkrad mit integrierten Schaltflächen und zwei runden AMG Lenkradtasten. Zahlreiche AMG Optionen verstärken auf Wunsch den dynamischen Look.

Die neuen Performance Modelle rollen mit zwei eigenständigen, permanent erregten Synchronmaschinen und vollvariablem Allradantrieb mit modularer Drehmomentverteilung an den Start. Die vorläufigen Performance Werte der Erprobungsträger sind bereits sehr vielversprechend: Aus der Kombination von Front- und Heckmotor können Gesamtleistungen auf dem Niveau der stärksten Mercedes-AMG Performance Modelle mit dem aktuellen 4,0-Liter-V8-Biturbomotor erzielt werden. Das gilt auch für den Spurt aus dem Stand auf Tempo 100 km/h, der je nach Leistung und Fahrzeug in deutlich unter 4,0 Sekunden erledigt ist und dessen lineare Beschleunigung ein ganz besonderes Vergnügen bereitet. Die Elektromotoren drehen bis max. 18.000/min und ermöglichen ein Spitzentempo von bis zu 250 km/h.

Die 400-Volt-Lithium-Ionen-Batterie erhält einen eigenen Leitungssatz, der an das höhere Leistungsvermögen der AMG Derivate angepasst ist. Das AMG RIDE CONTROL+ Luftfahrwerk ist für optimierte Längs- und Querdynamik AMG spezifisch abgestimmt. Hinzu kommt die elektro-exklusive AMG i-Booster Zusatzfunktion, die elektrische Rekuperation und hydraulische Bremse beim Verzögerungsvorgang harmonisch kombiniert.

Und natürlich gehört auch der AMG typisch Sound dazu. Mit beispielsweise zusätzlicher Hardware (Lautsprecher, Shaker, Soundgenerator) und der neu komponierten, authentischen „AMG Sound Experience“ fährt Mercedes-AMG auch elektrisch hoch emotional in die Zukunft.