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A-Klasse E-Cell: Mit batterieelektrischem Antrieb mehr als 200 Kilometer fahren

Mit der neuen A-Klasse E-Cell bringt Mercedes-Benz ein weiteres unter Serienbedingungen gefertigtes Elektroauto auf die Straße. Der Fünffsitzer mit batterieelektrischem Antrieb basiert auf der aktuellen A-Klasse. Die Stromspeicher sind platzsparend und sicher im Fahrzeugboden platziert. Zwei Lithium-Ionen-Batterien machen eine Reichweite von mehr als 200 Kilometer (Neuer Europäischer Fahrzyklus, NEFZ) möglich. Angetrieben wird das Fahrzeug von einem Elektromotor mit 70 Kilowatt Spitzenleistung und einem Drehmoment von 290 Newtonmeter. Ab Herbst 2010 sollen 500 Exemplare des Modells in Rastatt gebaut werden. Es ist geplant, so das Unternehmen, die Elektroautos an ausgewählte Kunden in mehrerern europäischen Ländern zu vermieten; unter anderem in Deutschland, Frankreich und in den Niederlanden.

Der Elektromotor des Fahrzeugs ist eine permanent erregte Synchronmaschine. Sie entwickelt laut Herstellerangaben eine Spitzenleistung von 70 Kilowatt, eine Dauerleistung von 50 Kilowatt sowie ein - E-Motor-typisch hohes - maximales Drehmoment von 290 Newtonmetern, das bereits von der ersten Umdrehung an zur Verfügung stehen soll. Von null auf 60 Kilometer pro Stunde beschleunigt das Elektroauto in 5,5 Sekunden. Per Kickdown auf das Fahrpedal sorgt eine Boost-Funktion für maximale Beschleunigung - unter Berücksichtigung des aktuellen Ladezustands und der Batterietemperatur. Die Höchstgeschwindigkeit ist elektronisch auf 150 Kilometer pro Stunde abgeregelt. Als Stromspeicher kommen zwei leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien mit Hochvolt-Technik zum Einsatz. Die Vorteile der Lithium-Ionen-Batterie seien, beschreibt das Unternehmen, ihre kompakten Abmessungen und die deutlich höhere Leistungsfähigkeit im Vergleich zu Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH). Die Energiedichte übertreffe die der NiMH-Technologie um 30 Prozent, die Leistungsdichte um 50 Prozent. Darüber hinaus zeichne sie sich durch einen hohen Ladewirkungsgrad und eine lange Lebensdauer aus. Der Energieinhalt der beiden Lithium-Ionen-Akkus beträgt insgesamt 36 Kilowattstunden, gibt der Fahrzeughersteller an. Mit voll aufgeladenen Batterien erzielt der Wagen eine Reichweite von mehr als 200 Kilometern (NEFZ-Wert).

Die Kühlung der Hochvolt-Batterien wird durch ein spezielles Thermomanagement innerhalb ihres optimalen Temperaturfensters gewährleistet. Die Kühlung der Batterien erfolgt über einen Niedertemperatur-Kühlkreislauf. Die Flüssigkühlung durch ein Wasser-/Glykolgemisch sorgt für eine stabile Betriebstemperatur, die den hohen Wirkungsgrad und die Langlebigkeit des Energiespeichers fördert. Bei sehr hohen Außentemperaturen wird die Batteriekühlung zusätzlich durch den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage unterstützt. Die Kühlung des E-Antriebs und der beiden Onboard-Ladegeräte erfolgt über einen Hochtemperatur-Kühlkreis. Dieser Kühlkreis sorgt dafür, dass die Aggregate bei günstigster Betriebstemperatur arbeiten und der Antrieb die maximal mögliche Leistung erbringen kann. Die Leistungselektronik des Fahrzeugs versorgt über einen Gleichstrom (Direct Current; DC)/Gleichstrom (DC/DC)-Wandler das Zwölf-Volt-Bordnetz mit elektrischem Strom aus dem Hochvolt-System. Außerdem regelt sie beispielsweise auch Heizung und Klimaanlage, um die Batterie so wenig wie möglich damit zu belasten.

Die Batterien der A-Klasse E-Cell können sowohl an öffentlichen Ladestationen als auch an haushaltsüblichen Steckdosen aufgeladen werden. Das System eignet sich für unterschiedliche Ladeoptionen: Für einphasige 230-Volt-Steckdosen ebenso wie für dreiphasige Anschlüsse im privaten Stromnetz mit Wall-Box und für Ladestationen. Am einphasigen 230-Volt-Netz werden rund acht Stunden Ladezeit benötigt, um eine Reichweite von 100 Kilometer (NEFZ) zu erzielen. Beim Laden an einer Wallbox oder Ladestation steht diese Distanz bereits nach drei Stunden zur Verfügung. Bei Ladestecker und Steckdose haben sich Daimler sowie andere Automobilhersteller und Energieversorger in Europa auf einen einheitlichen Standard geeinigt. Zielsetzung ist eine weltweite Standardisierung. Das sorgt für mehr Kundenfreundlichkeit und eine wesentliche Voraussetzung für die schnelle Verbreitung von Elektromobilität.

Wie auch der smart fortwo electric drive verfügt die A-Klasse E-Cell über ein intelligentes Lademanagement mit sogenannter Smart-Charge-Communication. Die Bordelektronik ermöglicht es, alle relevanten Informationen - wie etwa die Identifikationsdaten zum Stromvertrag - mit der Ladestation auszutauschen. So lässt sich beispielsweise die Abrechnung stets komfortabel, einfach und sicher gestalten. Um ein unbeabsichtigtes oder unachtsames Losfahren während des Ladens zu verhindern, aktiviert sich automatisch die Wegfahrsperre des Fahrzeugs, sobald das Ladekabel mit der Steckdose verbunden ist.

Fünf Türen, fünf Sitzplätze und das gleiche Kofferraumvolumen wie bei der A-Klasse mit Verbrennungsmotor (435 bis 1370 Liter), 350 Kilogramm Zuladung nach EG-Richtlinie sowie eine hohe Variabilität im Innen- und Kofferraum: Das mache die neue A-Klasse E-Cell zu einem alltags- und familientauglichen Automobil, heisst es. Das Fahrzeug verfügt über einen tiefen Fahrzeugschwerpunkt, der unter anderem aus der niedrigen Einbaulage der Batterien im so genannten Sandwichboden resultiert. Dies soll zu einer ausgewogenen Straßenlage und einem agilen Fahrzeug-Handling führen. Zudem bietet diese Einbauposition Schutz vor Intrusionen bei einem Front- oder Heckaufprall, weil die Energiespeicher außerhalb der Verformungszonen der Karosserie liegen. Zudem kann die besonders stabile Konstruktion des Sandwichbodens Batterie und Insassen auch bei einem Seitenaufprall abschirmen.

Um das Handling und die Kontrolle während der Fahrt so einfach, sicher und übersichtlich wie möglich zu gestalten, verfügt das Fahrzeug über ein speziell auf die Bedürfnisse des Elektrofahrzeugs abgestimmtes Bedien- und Anzeigekonzept. Eine Multifunktionsanzeige im Fahrzeug zeigt den Batterieladezustand, die Reisedaten wie gefahrene Kilometer, Reisezeit, Durchschnittsgeschwindigkeit und Durchschnittsverbrauch sowie die verbleibende Reichweite und die noch vorhandene elektrische Energiemenge (SoC = State of Charge) an. Ein weiteres systemspezifisches Detail ist die Anzeige der aktuell verfügbaren Antriebsleistung. Und statt des sonst üblichen Drehzahlmessers im Kombiinstrument informiert ein Zeigerinstrument über die momentan abgerufene Antriebsleistung beziehungsweise die Rekuperationsleistung. Farbige Segmente in Grün, Weiß und Rot weisen darauf hin, ob der Antrieb gerade im Charge-, Economy- oder Boost-Modus arbeitet.

Der Automobilhersteller legt bei dem neuen Elektrofahrzeug die gleichen hohen Sicherheitsmaßstäbe an wie bei allen anderen Serienfahrzeugen der Marke. Das elektrische Antriebssystem hat seine Serienreife in umfangreichen Praxistests nachgewiesen. Wesentliche Komponenten hätten sich unter anderem auch in Brennstoffzellen-Fahrzeugen des Herstellers bewährt, heißt es, somit konnten die Ingenieure auf die Erfahrungen von mehr als 4,5 Millionen Testkilometern im Alltagseinsatz zurückgreifen. Das integrierte Sicherheitskonzept trägt den spezifischen Eigenschaften des innovativen Antriebssystems Rechnung. Lithium-Ionen Batterien und Hochvoltsystem der A-Klasse E-Cell sind mit einem umfangreichen Sicherheitskonzept ausgerüstet. So sind alle Kabel farblich eindeutig gekennzeichnet, die Hochvolt-Komponenten wurden mit entsprechenden Sicherheitshinweisen versehen. Zum lückenlosen Berührschutz des gesamten Systems zählen großzügig dimensionierte Isolierungen und Spezialstecker. Ein elektronischer Controller überwacht permanent die Sicherheitsanforderungen und signalisiert sofort eventuelle Fehlfunktionen des Hochvolt-Systems. Alle Hochvoltkomponenten sind durch eine elektrische Schleife miteinander verbunden. Bei einer Fehlfunktion oder einem Unfall wird das Hochvoltsystem automatisch komplett abgeschaltet. Auch wenn die Zündung auf "aus" geschaltet wird oder bei möglichen Störungen wird das Hochvoltsystem automatisch komplett abgeschaltet. Das System wird permanent auf Kurzschlüsse hin überwacht. Bei eingestecktem Ladekabel verhindert die automatische Wegfahrsperre ein Losfahren des Fahrzeugs.
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