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Ein intelligentes Energiemanagement

Innovationen, 22.09.14

Einsteigen, starten, losfahren und dabei neben vorbildlicher Effizienz auf Wunsch per Kickdown den besonderen Antritt des Elektromotors genießen – so einfach ist Hybridfahren mit dem neuen S 500 PLUG-IN HYBRID. Denn im Alltag lässt er sich so kinderleicht wie jedes andere Automatikfahrzeug bewegen. Im Hintergrund des neuen S 500 PLUG IN HYBRID wählt eine intelligente Betriebsstrategie automatisch die ideale Kombination aus Verbrennungsmotor und E-Maschine und passt ihre Strategie dabei nicht nur dem Ladezustand der Batterie, sondern im Fahrprogramm E+ sogar vorausschauend dem Verkehr oder der Strecke an. Wer möchte, kann aber auch manuell eingreifen und mit Hilfe von vier Betriebsarten und drei Fahrprogrammen das Hybrid-Zusammenspiel selbst regeln.

Um effizient unterwegs zu sein, war vorausschauendes Fahren ohne unnötige Brems- und Beschleunigungsmanöver schon immer die beste Strategie. Bei einem Hybridmodell gewinnt dies ganz neu an Bedeutung: Denn Bremsmanöver dienen nicht nur dem Verzögern, sondern können auch zum Rekuperieren von Energie genutzt werden. Und der Streckenverlauf hat erheblichen Einfluss auf das effizienteste Auf- und Entladen der Hochvolt-Batterie. Das so genannte haptische Fahrpedal liefert dem Fahrer dabei Rückmeldung über den Einschaltpunkt des Verbrennungsmotors oder signalisiert per Doppelimpuls, wann er zum Rekuperieren den Fuß vom Fahrpedal nehmen sollte.

Die intelligente Betriebsstrategie unterstützt den Fahrer umfassend und gleichzeitig unaufdringlich bei der effizientesten Fahrweise. Die Regelstrategie hat beispielsweise zum Ziel, dass die Batterie am Ende einer Bergfahrt möglichst leer ist, damit sie bergab wieder geladen werden kann. Ein weiterer Eckpunkt ist die Vorgabe, Städte möglichst mit voller Batterie zu erreichen, um im Stop-and-Go effizient und häufig elektrisch fahren zu können. Beim S 500 PLUG-IN HYBRID lässt sich die intelligente Betriebsstrategie grundsätzlich in diese drei Bereiche einteilen:

  1. Streckenbasiert: automatisch oder über vier Betriebsarten
  2. Fahrerbasiert: über drei Fahrprogramme
  3. Verkehrsbasiert: mit Hilfe von Radar.

Vier Betriebsarten

Per Betriebsart- und Fahrprogrammschalter neben dem Controller in der Mittelkonsole lässt sich zwischen vier Betriebsarten wechseln. Eine entsprechende Anzeige mittig im Kombiinstrument informiert über die aktuelle Wahl. Hier alle vier Betriebsarten in der Übersicht:

Hybrid: Wie der Name schon signalisiert, bietet dieser Standard-Modus hybridisches Fahren, kombiniert also den Betrieb von Elektro- und Verbrennungsmotor. In welchem Maß der Elektromotor dabei zur Optimierung des Verbrauchs oder zum besonders dynamischen Antritt per Boost-Funktion eingesetzt wird, hängt neben der Fahrweise des Kunden vom Ladezustand der Batterie und vom jeweiligen Fahrprogramm ab.

E-Mode: In dieser Betriebsart ist der S 500 PLUG-IN HYBRID so viel wie möglich rein elektrisch unterwegs. Damit der Fahrer nicht per Tritt aufs Fahrpedal den Verbrennungsmotor versehentlich zuschaltet, ist in diesem Modus automatisch das haptische Fahrpedal mit Druckpunkt aktiviert. Erst wenn der Fahrer den spürbaren Druckpunkt des Pedals überwindet, schaltet sich der Verbrennungsmotor zu.

E-Save: Der Ladezustand der Batterie, wie er bei Aktivierung dieser Betriebsart bestand, wird hier erhalten. So kann zum Beispiel eine vollgeladene Batterie vorgehalten werden, wenn später noch eine rein elektrische Fahrt etwa in einer Großstadt ansteht. Eine E-Fahrt in dafür besonders günstigen Situationen, etwa nach kurzen Stopps, wird weiterhin zugelassen, aber so dosiert, dass der Ladezustand nicht unter den beim Drücken der Taste gesetzten Wert fällt.

Charge: Hier wird die Hochvolt-Batterie im Fahrbetrieb mit Hilfe des Verbrennungsmotors aufgeladen. Dabei werden auf jegliche E-Fahrt und Boostbetrieb verzichtet. Unter optimalen Rahmenbedingungen kann eine leere Hochvolt-Batterie in nur etwa einer halben Stunde voll aufgeladen werden. Sobald die Hochvolt-Batterie voll ist, wird automatisch in den Modus E-Save gewechselt.

Streckenbasierte Betriebsstrategie

Die streckenbasierte Betriebsstrategie nimmt dem Fahrer die Entscheidung für eine streckenoptimale Abfolge der Betriebsarten ab. Ist das genaue Ziel der Fahrt durch die Eingabe entsprechender Daten ins Navigationssystem bekannt, werden Ladung und Entladung der Hochvolt-Batterie für die optimale Nutzung der Energie auf der Gesamtstrecke von bis zu 1.000 Kilometern gesteuert. Ziel ist es dabei beispielsweise, bergauf den Energieinhalt der Batterie für den Antrieb zu nutzen, um sie bergab durch Rekuperation wieder zu laden. Um das Rekuperationspotenzial der vor dem Fahrzeug liegenden Strecke zu berechnen, nutzt das System Daten aus dem Navigationssystem COMAND Online. Sie liefern beispielsweise in einem Ein-Meter-Raster bis zu sieben Kilometer vorausschauende Informationen über das Streckenprofil und Geschwindigkeitslimits.

Ist das Fahrtziel hingegen nicht bekannt, wird mit Hilfe von Abbiegewahr­scheinlichkeiten der vermutete Streckenverlauf zugrunde gelegt. Dabei berechnet das System die Wahrscheinlichkeit abhängig von der Straßen­kategorie. Ist das Hybridfahrzeug beispielsweise auf einer Autobahn unterwegs, geht es davon aus, dass es auf den nächsten sieben Kilometern auf der Autobahn bleibt.

 

Verkehrsbasierte Betriebsstrategie

Im Fahrprogramm E+ wird das Schubmoment in der E-Fahrt auf ein Minimum reduziert, sodass so oft und so lange wie möglich gesegelt wird. Starkes Bremsen nach einer längeren Segelphase oder zu frühes Segeln, bei dem anschließend erneut der Verbrennungsmotor gestartet werden muss, sind allerdings kontraproduktiv. Darum nutzt das System Radarinformationen, um sich im Kolonnenverkehr am vorausfahrenden Fahrzeug zu orientieren. Mit Hilfe der Radarsensorik werden Abstand und Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug erkannt. Genau in dem Augenblick, zu dem das Lösen des Fahrpedals zu einem verbrauchsoptimalen „Andocken“ an den Vordermann führt, erhält der Fahrer durch einen spürbaren Doppelimpuls im haptischen Fahrpedal die Empfehlung, vom Gas zu gehen.

Folgt er der Empfehlung, wird bei verfügbarer E-Fahrt der Verbrennungsmotor abgeschaltet und vom Antriebsstrang abgekoppelt. Das Fahrzeug geht in den Segelbetrieb. Sollte das vorausfahrende Fahrzeug seine Geschwindigkeit verringern oder der Abstand aus anderen Gründen kleiner werden, so setzt eine radarbasierte Schubregelung ein. Durch verstärkte Rekuperation der E‑Maschine wird der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug entsprechend verändert – und Energie gewonnen.


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