Mercedes-AMG E Performance: Formel-1-Technik für GT 4-Türer und C 63

Der Mercedes-AMG One Hypercar, der tatsächlich Technik aus dem Formel-1-Rennwagen nutzt, liefert das technische Grundprinzip für die bevorstehenden AMG Plug-in-Hybride. Sie tragen künftig die Bezeichnung E Performance: Den Anfang macht der GT 4-Türer mit V8-Motor, gefolgt vom Nachfolger des Mercedes-AMG C 63, der auf dasselbe modulare System setzt. Der Chefingenieur erläutert die technischen Grundlagen der beiden Plug-in-Hybride, die bereits 2021 auf die Straße kommen sollen.

Einer nach dem anderen geraten selbst die festesten Bastionen der Marken ins Wanken, die von Millionen „Petrolheads“ verehrt werden – also von Fans benzinbetriebener, meist besonders sportlicher Autos. Denn die Elektrifizierung des Automobils schreitet unaufhaltsam voran.

Nun steht AMG kurz davor, noch in diesem Jahr sein erstes vollständig elektrisches Modell auf Basis der neuen EVA-Plattform (Electric Vehicle Architecture) vorzustellen. Gleichzeitig kommen die ersten leistungsstarken Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV) der Marke unter dem Label E Performance. Ihre technischen Prinzipien leiten sich vom One ab, der in einigen Monaten an die ersten Kunden ausgeliefert wird. Die Technik hält sowohl im Mercedes-AMG GT 4-Türer als auch im C 63 Einzug, die ebenfalls 2021 auf den Markt kommen.

Der Hypersportwagen wurde selbstverständlich für deutlich höhere Ziele entwickelt. Seine fünf Motoren umfassen zwei Elektromotoren an der Hinterachse, die den 1,6-Liter-V6 ergänzen – übernommen aus dem F1 W07 Hybrid –, sowie zwei weitere Motoren an der Vorderachse. Das Ergebnis sind mehr als 1000 PS Systemleistung, 350 km/h Höchstgeschwindigkeit, der Sprint von 0 auf 200 km/h in weniger als sechs Sekunden – schneller als ein Bugatti Chiron – und ein entsprechend hoher Preis von mehr als 2,8 Millionen Euro.

Über die ersten rein elektrischen AMG-Modelle, die noch dieses Jahr präsentiert werden, ist bislang nur bekannt, dass sie zwei Motoren erhalten: je einen permanentmagneterregten Synchronmotor pro Achse und damit Allradantrieb. Der Onboard-Lader leistet 22 kW, während an Gleichstrom-Schnellladesäulen maximal 200 kW möglich sind. Ihre Fahrleistungen sollen zudem auf dem Niveau der Modelle mit 4,0-Liter-V8-Biturbo liegen, einschließlich eines Sprints von 0 auf 100 km/h deutlich unter vier Sekunden und einer Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h.

Paradigmenwechsel bei Mercedes-AMG

Um sich auf die neue Zeit einzustellen, hat AMG seinen Standort in Affalterbach erweitert. Dazu gehören nun ein Testzentrum für die Hochvoltbatterie und Elektromotoren sowie ein Kompetenzzentrum für die Fertigung von Plug-in-Hybridantrieben.

Zugleich wurde die Zusammenarbeit mit den Ingenieuren des Mercedes-AMG F1 Petronas Teams intensiviert, damit der Technologietransfer möglichst unmittelbar und effizient erfolgen kann.

„AMG will mit dem Wandel der Zeit gehen, sein Angebot elektrifizieren und dabei seine Positionierung nicht aufgeben. Wir werden weiterhin Hochleistungsfahrzeuge bauen und zugleich eine jüngere Kundschaft sowie einen höheren Anteil weiblicher Kunden gewinnen“, erklärt mir Vorstandschef Philipp Schiemer in einem exklusiven Zoom-Interview. Dort werden mir die wesentlichen technologischen Konzepte vorgestellt, unterstützt von AMG-Technikchef Jochen Hermann.

Die erste Neuerung der kommenden Plug-in-Hybride betrifft die Position des Elektromotors. Hermann erläutert: „Im Unterschied zu konventionellen PHEV sitzt der Elektromotor in unserem neuen System nicht zwischen Verbrennungsmotor (ICE) und Getriebe, sondern an der Hinterachse. Das bringt mehrere Vorteile: Die Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterwagen wird ausgeglichener – im AMG GT 4-Türer befinden sich vorn bereits der 4,0-Liter-V8 und das Neunganggetriebe AMG Speedshift. Zudem wird das elektrische Drehmoment effizienter und schneller bereitgestellt, sodass Leistung nahezu unmittelbar in Beschleunigung umgesetzt wird, ohne erst das Getriebe durchlaufen zu müssen. Auch die Energieverteilung des Sperrdifferenzials auf die beiden Hinterräder erfolgt schneller. Das Fahrzeug bringt seine Leistung damit früher auf die Straße, was seine Agilität in Kurven klar verbessert.“

Zwei Motoren und zwei Getriebe

Der hintere Elektromotor ist ein permanentmagneterregter Synchronmotor mit maximal 150 kW beziehungsweise 204 PS und 320 Nm. Er gehört zur sogenannten Electric Drive Unit (Elektrische Antriebseinheit oder EDU), die außerdem ein Zweiganggetriebe und ein elektronisch geregeltes Sperrdifferenzial umfasst.

Spätestens bei 140 km/h schaltet ein elektrischer Aktuator den zweiten Gang ein. Dann dreht der Elektromotor mit rund 13.500 U/min.

Hochleistungsbatterie für AMG E Performance

Besonders stolz sind die AMG-Ingenieure auf die ebenfalls an der Hinterachse installierte Hochleistungsbatterie. Sie besteht aus 560 Zellen und liefert dauerhaft 70 kW oder kurzfristig 150 kW Spitzenleistung für 10 Sekunden.

Die Batterie wurde intern entwickelt und entstand mit umfangreicher Unterstützung des Mercedes-Formel-1-Teams. Hermann versichert: „Technisch steht die Batterie der von Hamilton und Bottas eingesetzten sehr nahe. Sie verfügt über 6,1 kWh Kapazität, wiegt lediglich 89 kg und erreicht eine Leistungsdichte von 1,7 kW/kg. Das ist ungefähr doppelt so viel wie bei Hochvoltbatterien konventioneller Plug-in-Hybride ohne Direktkühlung.“

Vereinfacht ausgedrückt, basiert die hohe Leistungsfähigkeit der 400-Volt-AMG-Batterie auf dieser Direktkühlung. Erstmals werden die Zellen einzeln gekühlt, da sie dauerhaft von einem elektrisch nicht leitfähigen Kühlmittel umgeben sind. Rund 14 Liter Kühlmittel strömen von oben nach unten durch die gesamte Batterie, passieren mithilfe einer leistungsstarken Elektropumpe jede einzelne Zelle und fließen zusätzlich durch einen direkt mit der Batterie verbundenen Öl-Wasser-Wärmetauscher.

Dadurch lässt sich die Temperatur dauerhaft stabil und gleichmäßig bei 45 °C halten – unabhängig davon, wie oft die Batterie geladen oder entladen wird. Bei Hybridsystemen mit herkömmlicher Kühlung ist dies nicht der Fall: Deren Batterien verlieren an Leistung.

Wie der AMG-Technikchef erklärt, „behält der Energiespeicher seine Leistungsfähigkeit selbst bei sehr schnellen Runden auf der Rennstrecke, bei denen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge, die die Batterie entladen beziehungsweise laden, häufig und heftig ausfallen“.

Wie in der Formel 1 steht der „elektrische Schub“ jederzeit bereit – dank des leistungsstarken Energierückgewinnungssystems und weil stets eine Energiereserve für volle oder mittlere Beschleunigung vorhanden ist, selbst bei niedrigem Batterieladestand. Das System bietet die bekannten Fahrprogramme Electric bis 130 km/h, Comfort, Sport, Sport+, Race und Individual. Sie verändern das Ansprechverhalten von Antrieb und Getriebe, die Lenkcharakteristik, die Dämpfung und den Sound. Die Auswahl erfolgt über die Bedienelemente auf der Mittelkonsole oder über Tasten am Lenkrad.

Der Allradantrieb verfügt selbstverständlich über AMG Dynamics. Mithilfe von Sensoren werden Geschwindigkeit, Querbeschleunigung, Lenkwinkel und Gierwinkel erfasst, um das Fahrzeug abhängig von der jeweiligen Situation optimal abzustimmen. Die Programme Basic, Advanced, Pro und Master werden dabei mit den zuvor genannten Fahrmodi kombiniert. Die Energierückgewinnung bietet vier Stufen von 0 bis 3 und kann maximal 90 kW rekuperieren.

Mercedes-AMG GT 4-Türer E Performance macht den Anfang

Noch sind nicht sämtliche technischen Daten des künftigen Mercedes-AMG GT 4-Türer E Performance veröffentlicht. Fest steht jedoch, dass die maximale Systemleistung über 600 kW, also mehr als 816 PS, liegen wird. Das maximale Drehmoment soll zudem 1000 Nm überschreiten, was einen Sprint von 0 auf 100 km/h in weniger als drei Sekunden ermöglichen wird.

Der Onboard-Lader leistet dagegen 3,7 kW. Eine elektrische Reichweite für keinen der Plug-in-Hybride wurde bislang kommuniziert. Klar ist lediglich, dass die Priorität auf der Unterstützung der Fahrleistungen liegt und nicht auf einer großen emissionsfreien Fahrstrecke.

Auch der Mercedes-AMG C 63 wird E Performance

„Sie können einen C-63-Nachfolger mit demselben Plug-in-Hybridsystem erwarten, der ebenso dramatisch und dynamisch sein wird wie das aktuelle V8-Modell“, versichert Philipp Schiemer, auch wenn „vier Zylinder verloren gegangen“ sind.

Denn als Verbrennungsmotor dient der 2,0-Liter-Reihenvierzylinder M 139. Er ist in seiner Klasse weiterhin Weltmeister bei der Leistung und war bislang ausschließlich quer in der „45“-Familie der kompakten Mercedes-AMG-Modelle eingebaut. Im C 63 wird er nun längs montiert – etwas, das es in der C-Klasse zuvor nie gegeben hat.

Bislang ist bekannt, dass der Verbrennungsmotor mehr als 450 PS leisten wird. Zusammen mit den 204 PS beziehungsweise 150 kW des Elektromotors dürfte die Gesamtleistung nicht unter jener des bisherigen stärksten C 63 S mit 510 PS liegen. Zumindest die Fahrleistungen sollen nicht schlechter ausfallen, denn die deutschen Ingenieure versprechen den Sprint von 0 auf 100 km/h in weniger als vier Sekunden – gegenüber 3,9 s beim heutigen C 63 S.

Eine weitere Weltpremiere für Serienfahrzeuge – bislang nur aus der Formel 1 und dem One bekannt, nun aber bezogen auf die gesamte Automobilindustrie – ist der elektrische Abgasturbolader am 2,0-Liter-Motor.

Jochen Hermann erklärt: „Der E-Turbolader vereint das Beste aus zwei Welten: die Agilität eines kleinen Turboladers mit der Spitzenleistung eines großen Turboladers. Dadurch verschwindet jede Spur einer verzögerten Reaktion, des sogenannten Turbo-Lags. Sowohl der Vier- als auch der Achtzylindermotor nutzt einen Motor-Generator mit 14 PS beziehungsweise 10 kW. Er startet den Verbrennungsmotor und versorgt Nebenaggregate wie Klimaanlage oder Scheinwerfer in Situationen, in denen das Fahrzeug beispielsweise an einer Ampel steht und die Hochvoltbatterie keine Ladung besitzt, um das Niedervolt-Bordnetz zu speisen.“