Mercedes-Antriebstechnik: Der Turbolader wird elektrisch

Wenn die Marke mit Stern ihre streng abgeschirmten Forschungsbereiche für "Fremde"öffnet, sind die Erwartungen hoch. Denn wer dort arbeitet, ist seiner Zeit um Jahre voraus. Ein Beispiel: Der elektrifizierte 1,5-Liter-Benzinmotor mit der internen Kennziffer M 252 wurde erst letztes Jahr eingeführt. Er hat also noch eine lange Karriere als Begleiter der MMA-Plattform (Mercedes Modular Architecture) vor sich. Also beispielsweise im CLA, GLA, GLB und im künftigen A-Klasse-Nachfolger. Er ist voll up-to-date und steht mit seinen bis zu 140 kW / 190 PS auch gut im Futter. Die Motorenexperten sehen aber trotzdem noch Verbesserungspotenzial. Und zwar per konzerninternem Technologietransfer, in diesem Fall von Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) im englischen Brixworth.

Die Formel-1-Kollegen steuerten beim künftigen M 252 LS das Know-how zur Elektrifizierung des Turboladers bei. Dieses neue High-Tech-Bauteil beflügelt nicht nur den Motor auf 170 kW / 231 PS. Es hebt auch die Systemleistung inklusive des Zuschlags vom Integrierten Starter-Generator (ISG) auf 193 kW / 262 PS. Damit ist er laut Hersteller "der stärkste Vierzylinder in der Kompaktklasse von Mercedes-Benz".

Premiere für elektrischen Abgasturbolader

Und der Erste mit elektrischem Abgasturbolader. Der wird über das 48-Volt-Bordnetz betrieben und bringt nochmal fünf kW Leistung mit. Dazu sorgt er laut den Forschungsingenieuren auch für ein besonders spontanes Ansprechverhalten über den gesamten Drehzahlbereich. Die Fahrleistungen sind sogar einen Tick besser als beim derzeitigen Zweiliter-Antrieb etwa im GLB 250. Wichtiger ist aber: Die CO2-Emissionen liegen um 17 Prozent niedriger. Für "außergewöhnliche Laufruhe" sollen zwei zusätzliche Ausgleichswellen sorgen.

Wann der M 252 LS in Serie geht? Darauf wollten sich die Antriebsexperten bei der ersten Vorstellung noch nicht festlegen. Genauso wie bei der Frage nach einem konkreten Termin für den Serienstart der künftigen Festkörper-Batterie. Es gibt zwar "konkrete Entwicklungserfolge", wie etwa die Rekordfahrt mit der zusammen mit den strategischen Partnern Factorial Energy und ProLogium entwickelten Lithium-Metall-Festkörperbatterie. Ein EQS schaffte damit ohne Nachladen die 1.205 Kilometer lange Strecke von Stuttgart nach Malmö. Ermutigend – aber der technische Aufwand ist für eine Serienfertigung viel zu hoch.

Festkörper-Batterien sollen "vor Ende der Dekade" starten

Aktuell wird an der nächsten Generation von Festkörperzellen in Bezug auf Leistung, Sicherheit und thermische Eigenschaften geforscht. Die große Frage: Haben sie das Potenzial für einen künftigen Serieneinsatz? Auch eigene Entwicklungen stehen auf dem Prüfstand. Und auch hier gibt es einen konzerninternen Technologietransfer in Form des Formel-1-Powertrain-Know-hows aus Großbritannien. Ziel der Arbeit ist ein Start der Festkörper-Batterien "vor Ende der Dekade".

Keinen Stillstand gibt es auch bei der von Mercedes entwickelten Elektro-Antriebstechnik. Der modulare Antriebsbaukasten lässt sich auf alle Baureihen und Segmente anpassen. In CLA, GLB und GLA sowie in GLC und C-Klasse kommt er schon zum Einsatz. Im nächsten Schritt wird die 800-Volt-Architektur auch in größeren Baureihen wie E- und S-Klasse eingeführt.

Batterieentwicklung: Die Wunschliste ist lang

Parallel dazu läuft die Entwicklung von Zellchemie-Plattformen der nächsten Generation. Die künftigen Akkus sollen höhere Energiedichten aufweisen, sich schneller laden lassen und bei geringerem Einsatz wertvoller Rohstoffe weniger kosten. Außerdem auf der Wunschliste: Die Batterien sollen bei gleicher oder sogar höherer Leistung kompakter und leichter sein.

Im Fokus stehen dabei in den Mercedes-Laboren zum Beispiel die Kombinationen Lithium-Mangan-Oxid (LMO) und Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC). Für die sehen die Forscher "eine attraktive Balance aus Energiedichte und Kosten". Mit der Kombination Lithium-Nickel-Mangan-Oxid (LNMO) wird aktuell noch eine weitere Variante untersucht. Ihre Vorteile: Es wäre kein Kobalt nötig und deutlich weniger Nickel als in heutigen NMC-Zellen. Außerdem verspricht man sich bei Mercedes bei vergleichbarem Gewicht und Bauraum einen Reichweiten-Vorteil von bis zu 30 Prozent gegenüber aktuellen LFP-Akkus.