Effizienz ist der Schlüssel für alles.

Mit dem Technologieträger VISION EQXX hat Mercedes-Benz neue Maßstäbe in Sachen Effizienz gesetzt. Jetzt bringt das Unternehmen die Erkenntnisse aus diesem Projekt in die Serienfahrzeuge ein. Vorreiter ist der neue vollelektrische CLA, der als erstes Modell auf der Mercedes-Benz Modular Architecture (MMA) basiert. Kernstück dieser vielseitigen und flexiblen Fahrzeugarchitektur ist das sogenannte Skateboard-Chassis, eine primär auf Elektroautos ausgelegte Bodengruppe samt entsprechender Antriebs- und Fahrwerkskomponenten. Der Aufbau, also die Karosserie, variiert hingegen: Im neu definierten Einstiegssegment plant Mercedes-Benz eine Familie von insgesamt vier Modellen. Neben dem CLA als viertüriger Limousine sind dies ein Shooting Brake und zwei SUVs.

Auf intelligente Modularität mit einem skalierbaren Skateboard-Design wird das Unternehmen auch bei künftigen Modellfamilien in anderen Segmenten setzen. Weil Mercedes-Benz sowohl beim elektrischen Fahren als auch bei der Fahrzeug-Software eine Führungsrolle anstrebt, hat das Unternehmen seine Entwicklungsaktivitäten in diesen Bereichen massiv verstärkt. Dazu gehört die kürzliche Eröffnung des eCampus in Stuttgart-Untertürkheim als Kompetenzzentrum zur Entwicklung von Zellen und Batterien für die künftigen Elektrofahrzeuge der Marke mit dem Stern. Ziel ist es, neuartige Chemiekombinationen und optimierte Fertigungsprozesse für Hochleistungszellen mit „Mercedes-Benz DNA“ zu entwickeln und so die Batteriekosten in den nächsten Jahren um mehr als 30 Prozent zu senken.

Teile der Entwicklung und Erprobung der neuen MMA-Modelle fanden im Electric Software Hub (ESH) statt. In diesem Gebäude im Mercedes-Benz Technology Center (MTC) in Sindelfingen sind zahlreiche Funktionen zu Software, Hardware, System-Integration und Testing unter einem Dach gebündelt. Im Innern des ESH spiegelt sich der gesamte Elektrik-/Elektronik-Integrationsprozess der Fahrzeugentwicklung wider. So wird sichergestellt, dass alle neuen Hard- und Software-Komponenten reibungslos zusammenspielen.

Die hochflexible MMA-Architektur markiert mit ihrer hervorragenden Energieeffizienz den nächsten Schritt in die elektrische Zukunft von Mercedes-Benz. Im neuen Antriebsstrang steckt die langjährige Engineering-Exzellenz der Marke mit dem Stern, das gilt gleichermaßen für die Hochvolt-Komponenten und für mechanische Bauteile wie Getriebe. Die elektrische Antriebseinheit (Electric Drive Unit – EDU 2.0) stellt dabei die erste Ausprägung einer neuen Generation elektrischer Antriebseinheiten von Mercedes-Benz dar. Die hochintegrierten Aggregate bilden einen intelligenten Baukasten.

Mit dem Hauptantrieb an der Hinterachse für beste Traktion und Fahreigenschaften übernimmt Mercedes-Benz ein aus der Mittel- und Oberklasse bekanntes Antriebslayout jetzt auch im Einstiegssegment. Die 200 kW starke elektrische Antriebseinheit mit permanenterregter Synchronmaschine (PSM) an der Hinterachse haben die Ingenieurinnen und Ingenieure von Mercedes-Benz vollständig inhouse entwickelt. Die High-Performance-Leistungselektronik ist mit einem Siliziumkarbid-(SiC)-Wechselrichter für eine besonders effiziente Energienutzung ausgerüstet. Getriebesteuerung und Inverter sind hochintegriert in einem Bauteil zusammengefasst. Gebaut wird die Antriebseinheit in Untertürkheim, also dort, wo in der Geschichte von Mercedes-Benz bereits zahlreiche innovative Antriebe entstanden sind.

Die EDU 2.0 löst den Zielkonflikt zwischen maximalem Drehmoment, Höchstgeschwindigkeit und vorbildlicher Effizienz, und das insbesondere im realen Fahrbetrieb. Denn das hohe Drehmoment sorgt nicht nur für dynamische Fahrleistungen. Es ist auch hilfreich, wenn Steigungen auf Passstrecken zu bewältigen oder Anhängelasten zu ziehen sind. Eine weitere Stärke ist die außerordentliche Kompaktheit der EDU 2.0, von der die Innenraummaße sowie das Volumen des hinteren Kofferraums profitieren.

Die 4MATIC Modelle verfügen zusätzlich über eine 80 kW leistende Drive-Unit an der Vorderachse. Diese ist im Sinne der Effizienz ebenfalls mit einem Inverter der nächsten Generation mit Siliziumkarbid (SiC) ausgerüstet und als Permanenterregte Synchronmaschine (PSM) ausgeführt. Der vordere Elektromotor fungiert als „Boost“-Antrieb. Abhängig von Fahrsituation oder Fahrprogramm wird er also nur bei entsprechender Leistungsanforderung oder Traktionsbedarf zugeschaltet. Diese Aufgabe übernimmt die sogenannte Disconnect Unit (DCU), die Mercedes-Benz nun erstmals im Einstiegssegment einsetzt.

Zu Gunsten höherer Effizienz kann die DCU bei geringer Last blitzschnell die E-Maschine an der Vorderachse entkoppeln, sodass der Elektromotor und Teile des Getriebes stillstehen. Dadurch reduzieren sich die Verluste der Vorderachse um 90 Prozent und die Reichweite erhöht sich. Beim Concept CLA Class entspräche dies einer Reichweite von mehr als 750 Kilometern (WLTP)¹. Mit einem Energieverbrauch von lediglich rund 12 kWh/100 km¹ wäre das Concept CLA Class das Ein-Liter-Auto des Elektrozeitalters.

Erstmals setzt Mercedes-Benz auf eine 800-Volt-Elektroarchitektur. Das System maximiert Effizienz sowie Leistung und kann die Ladezeit im Zusammenspiel mit der neuen Batterie-Generation wesentlich verkürzen. Binnen zehn Minuten ließe sich beim Concept CLA Class per DC-Schnellladen eine Reichweite von bis zu 300 Kilometern¹ nachladen. Dank seiner Fokussierung auf Zeiteffizienz kam der CLA bei einem Rekordversuch bereits weiter als andere seriennahe Elektrofahrzeuge: Bei einer 24-Stunden-Testfahrt im süditalienischen Nardò hat ein Vorserienmodell exakt 3.717 Kilometer binnen 24 Stunden zurückgelegt. Das Zwei-Gang-Getriebe am Hauptantrieb an der Hinterachse trägt nicht nur zur Effizienz bei, sondern ermöglicht auch ausgesprochen dynamische Fahrleistungen.

Kundinnen und Kunden werden zwischen Batterien mit zwei verschiedenen Zellchemien wählen können. Die Zellen der Top-Variante mit einem nutzbaren Energiegehalt von insgesamt 85 kWh verfügen über Anoden, bei denen Siliziumoxid zum Graphit beigemischt ist. Im Vergleich zur Vorgänger-Batterie mit herkömmlichen Graphit-Anoden konnte die gravimetrische Energiedichte um bis zu 20 Prozent erhöht werden. Auf Zellebene liegt die volumetrische Energiedichte der Zellchemie bei 680 Wh/l. Der Einsatz von Rohmaterialien wurde weiter optimiert und verringert. Insbesondere der Anteil an Kobalt konnte weiter reduziert werden.

Es folgt eine vollelektrische Einstiegsvariante mit einer Batterie mit Lithium-Eisen-Phosphat-Kathoden (LFP). Dort betragen der nutzbare Energiegehalt 58 kWh und die volumetrische Energiedichte der Zellchemie 450 Wh/l.

Mercedes-Benz unterstreicht seinen Führungsanspruch bei Antrieben– ob Elektro oder Hybrid. Denn auch bei der Entwicklung moderner Hybrid-Antriebssysteme ist Effizienz der Schlüssel. Die Fahrzeuge der MMA-Architektur wird es auch als Hybrid mit 48-Volt-Technik geben. Der Elektromotor mit 20 kW Antriebsleistung¹ wurde samt Wechselrichter in ein neues elektrifiziertes Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe (8F-eDCT) integriert. Die elektrische Energie von bis zu 1,3 kWh stellt eine neue 48-Volt-Batterie mit Lithium-Ionen-Technologie und in Flatpack-Bauweise bereit.

Durch Rekuperation und die Möglichkeit, bei innerstädtischen Geschwindigkeiten rein elektrisch zu fahren, ist dieser Antriebsstrang besonders effizient. Verstärkt wird dies durch elektrisches Segeln bei einem Tempo bis zu rund 100 km/h¹. Als Verbrennungsmotor kommt dort ein neuer Vierzylinder-Benziner der modularen Motorenfamilie FAME (Family of Modular Engines) zum Einsatz. Zunächst ist der Hybrid-Antrieb in drei Leistungsstufen mit 100, 120 oder 140 kW¹ erhältlich.

¹Die Angaben sind vorläufig. Es liegen bislang weder bestätigte Werte von einer amtlich anerkannten Prüforganisation noch eine EG-Typgenehmigung noch eine Konformitätsbescheinigung mit amtlichen Werten vor. Abweichungen zwischen den Angaben und den amtlichen Werten sind möglich.