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Toyota Prius Plug-in-Hybrid: Hintergründe zum Start des deutschen Flottentests

Mit 600 Fahrzeugen weltweit, 200 in Europa und rund 20 davon in Deutschland, testet Toyota unter anderem das Nutzerverhalten von Fahrern des Prius Plug-in-Hybrid. In Berlin fuhr ATZ mit einem der ersten Fahrzeuge und bestätigte die angegebenen 20 Kilometer im elektrischen Fahrmodus - bei Volllastbetrieb der Klimaanlage - und setzte den Test im Hybrid-Modus fort.

Die Plug-in-Variante basiert unverändert auf der Vollhybridversion Prius III. Das schließt den Antrieb mit ein. Unterschiede bestehen in der Möglichkeit, repräsentativ elektrisch zu fahren (maximal 100 Kilometer pro Stunde). 100 Kilogramm Mehrgewicht, durch 160 Kilogramm Batteriegewicht, drosseln die Dynamik kaum spürbar. Das elektrische Fahren ermöglicht eine luftgekühlte 5,2-Kilowattstunden-Lithium-Ionen-Batterie. Sie ersetzt die 1,3-Kilowattstunden-Nickel-Metallhydrid-Batterie des konventionellen Prius. Die speziell für den Einsatz im Plug-in entwickelte Hybridbatterie besteht aus 288 Kobalt-Lithium-Ionen-Zellen. Diese verteilen sich auf je 96 Zellen à 3,6 Volt in der Hauptbatterie "Main" und in den zwei Nebenbatterien "Sub1" und "Sub2". Sie haben jeweils 345,6 Volt Spannung. An einer haushaltsüblichen 220 Volt-Steckdose lässt der Energiespeicher sich per Kabel innerhalb von 90 Minuten aufgeladen.

Zum rein elektrischen Fahren (EV-Modus) wird die Main-Batterie jeweils zusammen mit einer Sub-Batterie genutzt. Dabei entleert sich die Sub-Batterie nach und nach vollständig, während die Main-Batterie nur teilweise entladen wird. Ist Sub1 erschöpft, wird an ihrer Stelle die Sub2-Batterie zugeschaltet. Für den EV-Betrieb werden also hauptsächlich die beiden Nebenbatterien genutzt.

Im EV-Modus werden die jeweils aktiven Hybridbatterien (Main+Sub1 oder Main+Sub2) auch regenerativ (Rekuperation) geladen. Wie viele Meter beziehungsweise Kilometer zurückgewonnen wurden, zeigt das Kombiinstrument. So kann durch Bremsen oder Bergabfahrt die elektrische Reichweite erhalten oder vergrößert werden. Sind die beiden Nebenbatterien nach den rund 20 Kilometern entleert, arbeitet allein die Main-Batterie als normaler Hybrid-Akku, der während der Fahrt als Energiezwischenspeicher genutzt wird. Bremsenergie-Rückgewinnung und rein elektrisches Fahren sind, wie bei der Vollhybridtechnik üblich, also jederzeit möglich.

Die Markteinführung des Prius Plug-in ist für das Jahr 2012 vorgesehen und ergänzt das Hybridprogramm der Japaner.

Kommentar:

Was bewegt Toyota zu einer - selbst für Fachleute eine undurchschaubare Motivation - Dreiteilung der Batterie? Dreiteilung heißt Stress für die Batterie. Denn Lithium-Ionen-Batterien "mögen" die allmähliche und möglichst langsame Ladung und Entladung. Das gelingt nur bei möglichst großen Batterien, die besser puffern können. So wird jede der drei Batterien möglicherweise bewusst einem Stress ausgesetzt. Eine Erklärung: Toyota beschleunigt und potenziert somit seine Batterie-Testzyklen. Die Lithium-Ionen-Batterie ist trotz häufigem Fahren im EV-Modus auf Leistung (für Hybridmodus) und nicht als Energiebatterie ausgelegt. Dies lässt vermuten, dass die Japaner in ihren 600 Prius Plug-in-Fahrzeugen mit unterschiedlichen Batterie-Designs unterwegs sind. Vorstellbar ist, dass auch "Energiebatterien" eingestreut werden. Was bewegt Toyota dazu, dass der Fahrer den EV-Modus nicht mehr wählen kann? Hierbei handelt es sich um einen Nachteil. Mit wenigen Ausnahmen startet der Prius Plug-in im EV-Modus. Fährt beispielsweise ein Pendler aus dem Umkreis von Berlin in die City, ist der Akku an der Stadtgrenze entladen. Doch genau hier wird das elektrische Fahren besonders wichtig. Eine Erklärung: Toyota will im Rahmen des Flottenversuchs standardisierte Tests mit engen Parametern durchfahren. Je mehr Einfluss der Fahrer hat, desto komplizierter und weniger repräsentativ sind spätere Analysen. Fazit: Im Flottentest fahren 600 teilweise unterschiedliche Prototypen von denen kein einziges Fahrzeug einer späteren Serienlösung entspricht. Ein echter Flottentest. Es bleibt bei den angesprochenen Vermutungen, die auch im persönlichen Gespräch mit Koei Saga, dem Chef der Batterieentwicklung bei Toyota, nicht kommentiert wurden. (Markus Schöttle)

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