Mercedes-AMG Project ONE

Auf der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt feiert das Mercedes-AMG Project ONE seine Weltpremiere: Das zweisitzige Supersportwagen-Showcar bringt erstmals modernste und effizienteste Formel 1-Hybrid-Technologie nahezu eins zu eins von der Rennstrecke auf die Straße und bildet den Höhepunkt des Jubiläums 50 Jahre AMG. Der Performance-Hybrid leistet voraussichtlich mehr als 1.000 PS, seine Höchstgeschwindigkeit soll bei über 350 km/h liegen. Das Showcar kombiniert überwältigende Rennstrecken-Performance und alltagstaugliche Formel 1 Hybrid-Technologie mit beispielhafter Effizienz. Das ist weltweit einzigartig.

Seit den Ursprüngen des Motorsports ist es ein Traum der Ingenieure, Rennsport-Technologie auf die Straße zu bringen. Mercedes-AMG lässt diesen Traum jetzt auf allerhöchstem Niveau Wirklichkeit werden.

Das Konzeptfahrzeug gibt bereits zahlreiche konkrete Hinweise auf das kommende Serienmodell. Der High Performance Plug-in-Hybrid Antrieb des Mercedes-AMG Project ONE stammt direkt aus der Formel 1 und wurde in enger Zusammenarbeit mit den Motorsport-Experten von Mercedes-AMG High Performance Powertrains in Brixworth realisiert. Er besteht aus einer hochintegrierten und intelligent miteinander vernetzten Einheit aus Hybrid-Turbo-Verbrennungsmotor mit insgesamt vier Elektromaschinen: Eine ist im Turbolader integriert, eine befindet sich direkt am Verbrennungsmotor und ist mit der Kurbelwelle verbunden, zwei weitere treiben die Vorderräder an.

Der 1,6-Liter-V6-Hybrid Benzinmotor mit Direkteinspritzung und elektrisch unterstützter Single-Turboaufladung kommt direkt aus dem Mercedes-AMG Petronas Formel 1-Rennwagen. Die vier obenliegenden Nockenwellen werden über Stirnräder angetrieben. Um ein hohes Drehzahlniveau zu erreichen, sind die mechanischen Ventilfedern durch pneumatische Ventilfedern ersetzt. Das in Mittelmotorposition vor der Hinterachse eingebaute Triebwerk dreht daher auch mühelos bis zu 11.000/min, was für ein Straßenfahrzeug derzeit einzigartig ist. Für längere Haltbarkeit und die Verwendung von handelsüblichem Super plus Benzin statt Rennkraftstoff bleibt es jedoch bewusst unter dem F1-Drehzahllimit.
Die Elektromotoren an der Vorderachse sind ebenfalls wahre Drehzahlwunder mit Rotorumdrehungen bis zu 50.000/min – derzeitiger Stand der Technik ist eine Drehzahl von 20.000/min.

Das Hochdrehzahltriebwerk wird durch einen Hightech-Turbolader zusätzlich beflügelt. Abgas- und Verdichter-Turbine sind voneinander getrennt mit optimaler Position zur Abgas- und zur Ansaugseite des V6-Motors positioniert und durch eine Welle miteinander verbunden. Auf dieser Welle befindet sich ein ca. 90 kW starker Elektromotor, der je nach Betriebszustand die Verdichter-Turbine mit 100.000/min elektrisch antreibt – beispielsweise beim Anfahren oder nach Lastwechseln. Die Formel 1-typische Bezeichnung dieser Einheit lautet MGU-H (Motor Generator Unit Heat).

Größter Vorteil: Das Turboloch – also das verzögerte Ansprechen auf Fahrpedalbefehle bedingt durch die Trägheit des großen Laders – wird komplett eliminiert. Die Ansprechzeit wird stark reduziert und ist noch kürzer als bei einem V8-Saugmotor. Der elektrische Turbolader hat noch einen weiteren Vorzug: Er nutzt einen Teil der überschüssigen Energie aus dem Abgasstrom, um als Generator elektrische Energie zu erzeugen und diese entweder per Rekuperation in der Hochvolt Lithium-Ionen-Batterie zu speichern oder als zusätzlichen Vortrieb einem weiteren Elektromotor zuzuführen. Dieser leistet 120 kW, ist direkt am Verbrennungsmotor positioniert und über einen Stirnradantrieb mit der Kurbelwelle verbunden (MGU-K = Motor Generator Unit Kinetic) – ebenfalls eine Technologie, die in der Formel 1 für höchste Effizienz und Performance sorgt.

Hinzu kommen werden zwei weitere, je 120 kW starke Elektromotoren an der Vorderachse. Sie sind mit je einem Untersetzungsgetriebe mit den Vorderrädern verbunden. Die rein elektrisch angetriebene Vorderachse wird das individuelle Beschleunigen und Abbremsen jeweils radselektiv und damit eine individuelle Drehmomentverteilung für besonders hohe Fahrdynamik („ Torque Vectoring“) ermöglichen. Außerdem lässt sich mit den Achsmotoren auch die Bremsenergie optimal zur Rekuperation nutzen, und zwar unter Alltagsfahrbedingungen voraussichtlich bis zu 80 Prozent. Diese Energie wird in der Batterie gespeichert und steht für eine längere elektrische Reichweite zur Verfügung. Jeder Elektromotor wird von einer eigenen Leistungselektronik gesteuert, die in räumlicher Nähe zu den E-Maschinen im Wagenboden platziert ist.

Die Batteriezellen, deren Anordnung sowie die Zellkühlung entsprechen ebenfalls dem Mercedes-AMG Petronas Formel 1-Rennwagen. Für den Alltagsbetrieb wird die Anzahl im AMG Project ONE allerdings um ein vierfaches größer sein. Die Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterie und der DC/DC-Wandler zur Unterstützung und Ladung des 12-V-Bordnetzes sind platzsparend hinter der Vorderachse im Wagenboden untergebracht.

Eine weitere Innovation ist die Hochspannung des EQ Power+ Antriebssystems, die mit 800 Volt statt der üblichen 400 Volt arbeitet. Durch die höhere Spannungslage lassen sich beispielsweise die Leitungsquerschnitte deutlich reduzieren und entsprechend Bauraum und Gewicht einsparen.

Insgesamt bietet das High Performance Plug-in-Hybrid Antriebssystem EQ Power+ zahlreiche intelligente Betriebsstrategien, die optimal auf unterschiedliche Einsatzszenarien abgestimmt sind. Die Fahrprogramme reichen dabei vom rein elektrischen Betrieb bis hin zu einem hochdynamischen Modus, der einer Einstellung entspricht, die in der Formel 1 im Qualifying für bestmögliche Rundenzeiten benutzt wird. Trotz der hohen Systemkomplexität wird der Fahrer – abhängig von seiner aktuellen Anforderung ‑ stets die optimale Kombination aus Performance und Effizienz erhalten. Dabei greifen die Entwickler von Mercedes-AMG auf die langjährigen Erfahrungen und das Know-how aus der Formel 1, dem SLS AMG Electric Drive sowie der Forschung und Entwicklung der Daimler AG zurück.

So kann der Fahrer beispielsweise rein elektrisch anfahren, wobei zunächst nur die Elektromotoren an der Vorderachse das Hypercar antreiben und der Elektromotor auf der Kurbelwelle kurzfristige Beschleunigungswünsche unterstützt.

Tritt der Fahrer noch stärker aufs Pedal und fordert mehr Leistung ab, schaltet sich der V6-Motor dazu. Mit zunehmender Drehzahl entfesselt der Antriebsstrang seine volle Leistung. Mit Race Start-Funktion sind beeindruckende Beschleunigungswerte möglich: Die Beschleunigung 0‑2 00 km/h ist in weniger als sechs Sekunden erledigt.

Geht der Fahrer wieder vom Gas und lässt das Fahrzeug rollen, schaltet das System auf den Elektroantrieb der Vorderachse um – und gewinnt beim Bremsen unter normalen Fahrbedingungen bis zu 80 Prozent Energie zurück, die in die Batterie eingespeist werden.

Die Kraftübertragung auf die Hinterräder wird mittels eines komplett neu für das Mercedes-AMG Project ONE entwickelten 8-Gang-Schaltgetriebes erfolgen. Es wird hydraulisch aktuiert und kann manuell über Schaltpaddles am Lenkrad oder automatisiert geschaltet werden.

Basis für die überragenden Fahreigenschaften des Mercedes-AMG Project ONE bildet das leichte und hochfeste Carbon-Monocoque, dessen Technologie ebenfalls aus der Formel 1 stammt. Das gilt auch für die Integration von Motor und Getriebe: Beide erfüllen mittragende Funktionen und nehmen vollständig die hintere Radaufhängungen auf.

Stand: September 2017; Fotos: Mercedes-AMG

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