Sportlicher Ehrgeiz beim Kraftstoffsparen
Porsche bringt seinen ersten Plug-in-Hybrid in Serie. Mit einer CO2-Emission von 71 g/km ist der Panamera e-hybrid eines der umweltfreundlichsten Serienautos. Der Anspruch, sportlich und kraftstoffsparend zu fahren, klingt widersprüchlich. Die Technik dahinter ist komplex.
Mit dem Porsche Panamera S E-Hybrid lassen sich Kurzstrecken rein elektrisch bewältigen.
Foto: dpa/Porsche
65 km in und um Stuttgart: Auf einem Rundkurs mit unterschiedlichen Streckenanteilen haben die Porsche-Ingenieure den Porsche Panamera in unterschiedlichen Varianten gefahren. Ohne verbrauchsreduzierende Maßnahmen verbrauchte der Panamera S 9,9 l/100 km. Durch Start-Stopp-Funktion, Rollen bei abgeschaltetem Motor (Segeln) sowie elektrisches Fahren aus der Batterie reduziert sich der Verbrauch der Plug-in-Hybrid-Variante laut Porsche um 56 % auf 4,4 l/100 km. ciu
Für die neue Hybridversion des Panamera führte Porsche eine bislang unter Automobilentwicklern unbekannte Zielgröße ein: Umdrehungen pro Kilometer (min-1/km). Nur noch 318 mal dreht sich die Kurbelwelle durchschnittlich auf jedem der 65 km im standardisierten Stuttgart-Zyklus. Ein Panamera S ohne Start-Stopp-System kommt auf dem gleichen Kurs auf 1432 min-1/km, die alte Hybridversion auf 514 min-1/km.
Erstes Serienmodell mit Lithium-Ionen-Akku
Da sich die zu bewegende Masse nicht verringert, sondern sich durch die Hybridkomponenten sogar erhöht hat – der Panamera e-hybrid wiegt 2,1 t –, ist ein solches Ergebnis nur durch den massiven Einsatz zusätzlicher elektrischer Energie zu erzielen. Dazu erhält der Panamera als erstes Serienmodell bei Porsche einen Lithium-Ionen-Akku, bislang wurden die als Leistungsspeicher zu bevorzugenden Nickelcadmium-Akkus eingesetzt. Der Energieinhalt der Batterie steigt dadurch um den Faktor fünf auf 9,4 kWh. Dazu muss allerdings die höhere Temperaturempfindlichkeit der Lithium-Ionen-Zellen durch einen zusätzlichen Kühlkreislauf ausgeglichen werden.
Vor allem aber kann der Panamera e-hybrid elektrische Energie an der Steckdose tanken. Mit dem Fahrzeug liefert Porsche ein Gleichstrom-Ladegerät aus, das mit Spannungsniveaus zwischen 110 V und 380 V zurecht kommt. Die Steckeraufnahme auf der linken Fahrzeugseite ist so gestaltet, dass die unterschiedlich normierten Stecker in Europa, China und den USA passen sollen.
Leistungsgewicht der Maschine gesteigert
Neben den Energiespeichern wurde auch die Leistung des elektrischen Antriebs deutlich erhöht, damit der Verbrennungsmotor bei Beschleunigung oder Überlandfahrt nicht stets eingreift. Daher setzt Porsche einen neuen Elektromotor mit einer Leistung von bis zu 70 kW ein. Der Bauraum für den permanent erregten Motor, er sitzt zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, konnte nicht wesentlich vergrößert werden – also steigerte Porsche das Leistungsgewicht der Maschine von 1,1 kg/kW auf 0,54 kg/kW. Möglich machte dies, neben der Erhöhung der Windungszahl, vor allem die höhere Spannungslage. Das Hochvoltnetz arbeitet nun mit 384 V statt 288 V.
Die Pressevorstellung des Panamera e-hybrid nutzte Porsche, um gleich die nächste Entwicklungsstufe dieses Elektromotors zu präsentieren, dessen Leistung auf 95 kW erhöht werden soll. Diese Maschine, die im 918 Spyder ihre Premiere feiern wird, verfügt erstmals über eine kombinierte Luft-Wasser-Kühlung. Über einen Ansaugstutzen im Motorgehäuse wird Umgebungsluft durch einen Spalt im Rotor direkt an den Spulen vorbeigeführt.
Porsche entwickelt sportlichen Ehrgeiz bei der Reduzierung des Spritverbrauchs.
Quelle: Archiv
Das Gebläserad befindet sich in der Nähe mehrerer Luftauslässe an der Motor-Unterseite. Die durch Gehäuse und Stator geführte Wasserkühlung bleibt erhalten. „Unser Ziel ist vor allem die Erhaltung der Dauerleistung“, erläutert Porsche-Ingenieur Boyne Richter. Bislang ist die maximale Systemleistung nur für rund 20 s verfügbar, anschließend muss der Elektromotor geschont werden. Die gemeinsam mit ZF Sachs betriebene Entwicklung hat Bedeutung für den gesamten Volkswagen-Konzern, sie ist Teil eines markenübergreifend eingesetzten Hybridbaukastens.
App inklusive
Trotz des verbesserten Akkus muss mit der elektrischen Energie gehaushaltet werden. Die vermutlich wichtigste Maßnahme dazu ist eine mit dem Fahrzeug ausgelieferte App, die die Vorkonditionierung des Panamera ermöglicht. Gibt der Fahrer seine Abfahrtszeit ein, solange das Fahrzeug noch an der Steckdose hängt, wird der Innenraum auf die gewünschte Temperatur gebracht. Flottenversuche zeigen, dass die elektrische Reichweite um bis 50 % sinkt, wenn die für Heizung oder Klimatisierung notwendige Energie aus der Batterie entnommen werden muss.
Über den Energiehaushalt entscheidet der Panamera-Fahrer auch im Betrieb, per Tastendruck kann er verschiedene Fahrmodi aktivieren. Wenn er nichts anderes wählt, fährt er stets elektrisch („E-Power“), bis der Akku leer ist. Erst bei einer Geschwindigkeit von mehr als 135 km/h oder starker Beschleunigung springt der Verbrennungsmotor an. Es handelt sich dabei um den von Audi entwickelten 3,0-l-Sechszylindermotor mit Kompressoraufladung.
Im Hybrid-Modus, der gewohnte Reichweiten erlaubt, wird der Ladezustand konstant gehalten, zum Beschleunigen wird zuvor rekuperierte Bremsenergie eingesetzt.
Neuer E-Charge Modus
Ein neuer „E-Charge“-Modus lädt die leere Batterie durch Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors sogar während der Fahrt wieder auf. Sinnvoll ist die Rekuperation laut Porsche, wenn am Fahrtziel beispielsweise eine für normale Fahrzeuge gesperrte Innenstadt elektrisch durchfahren werden soll. Schließlich ist da noch die Taste für den Sportmodus, die elektrische Energie wird hier nur zur Erzielung hoher Systemleistungen eingesetzt.
Lohn der technischen Mühen: Porsche konnte den Panamera e-hybrid nach eigenen Angaben mit einer CO2-Emission von 71 g/km homologieren, das entspricht einem Normverbrauch von 3,1 l/100 km. In der Praxis werden es wohl mehr, mindestens die 4,4 l/100 km, die auf den ersten Testfahrten mit Journalisten verbraucht wurden.
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