Der Automobilzulieferer Mahle hat einen neuen, vollständig integrierten und modularen Hybridantrieb entwickelt, der auf eine Vielzahl von Fahrzeuganwendungen zugeschnitten werden kann. Der Mahle Modular Hybrid Powertrain (MMHP) ist ein vollständig integrierter Plug-in-Hybridantrieb mit einem besonders effizienten 2- oder 3-Zylinder-Turbo-Benzinmotor, der auf den neuesten Technologien des Unternehmens basiert. Er bietet im Vergleich zu bekannten Hybridtechnologien gleich mehrere Vorteile: Es ist kosteneffizienter, kompakter und leichter.
Die Leistungsfähigkeit des im MMHP eingesetzten elektrischen Antriebsstrangs reduziert die Anforderungen an den Verbrennungsmotor und macht so die Entwicklung einer kostengünstigen „Dedicated Hybrid Engine (DHE)“ möglich. Das Motorenkonzept wurde ausschließlich für Hybridanwendungen konzipiert und profitiert von den jüngsten Fortschritten beim passiven MAHLE-Jet-Ignition-System (MJI). Das passive MJI-System besteht aus einer kleinen Vorkammer mit einer konventionellen Zündkerze, die im Motorbrennraum eingebaut ist. Es erzeugt heiße Radikalstrahlen; diese sorgen für eine sehr kurze Verbrennungsdauer im Zylinder. So werden ein hohes Verdichtungsverhältnis sowie eine hohe Abgasrückführungsrate möglich, gleichzeitig sinkt der Kraftstoffverbrauch. Kostenreduzierend wirken sich die Verwendung einer Saugrohreinspritzung (PFI), einer einzelnen obenliegenden Nockenwelle (SOHC) ohne variable Ventilsteuerung und einer einfachen Zweiventiltechnik aus.
„Um Strafzahlungen zu vermeiden, müssen Fahrzeughersteller bis 2030 im Flottendurchschnitt die gesetzliche Vorgabe der EU von 59,4 Gramm CO2 pro Kilometer einhalten. Zur Umsetzung dieser Vorgabe setzt sich die Elektrifizierung branchenweit zunehmend als führende Technologie durch. Die Weiterentwicklung der Hybridtechnik ist für die gesamte Branche entscheidend, um die zukünftigen Emissionsziele erreichen zu können. Der Fokus auf geringere Emissionen und die strengen zeitlichen Vorgaben haben dazu geführt, dass die Entwicklung neuer Fahrzeuge und Technologien in einem wesentlich engeren Zeitplan erfolgen muss. Der Mahle Modular Hybrid Powertrain (MMHP) bietet den Fahrzeugherstellern eine kostengünstige und schnelle Lösung und entlastet sie so.“ – Dr. Martin Berger, Leiter von Mahle Powertrain, der Engineering Services Geschäftseinheit von Mahle
Für den MMHP wurde als optimale Kombination der seriellen und parallelen Hybridarchitektur eine bimodale Hybridanordnung realisiert. Sie macht einen flexiblen Fahrzeugbetrieb möglich und bietet zudem ein optimales NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness – Geräusch, Vibration, Rauhigkeit). Bei hohem Ladestand der Batterie kann sich das Fahrzeug allein mittels Elektroantrieb fortbewegen, wogegen es bei niedrigem Ladezustand und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten in den seriellen Hybridmodus wechseln kann. Bei höheren Geschwindigkeiten hingegen ist ein Direktantrieb durch den Verbrennungsmotor möglich.
Die Übersetzungsverhältnisse des hierfür vorgesehenen Getriebes erlauben bei jeder Fahrgeschwindigkeit eine flexible Wahl der Motordrehzahl. Der Antrieb ist je nach Anwendung mit 1-, 2- oder 4-Gang-Getriebe erhältlich. Der vollständig integrierte elektrische Traktionsmotor ist dabei stets direkt mit den Rädern verbunden und sorgt so für eine gleichmäßige Fahrleistung und ein dynamisches Fahrerlebnis. Er kann zudem für verschiedene Leistungs- und Drehmomentwerte ausgelegt werden und ermöglicht in Verbindung mit der optimierten Batteriegröße einen vollständig skalierbaren Hybridantrieb für alle Einsatzfälle. Zudem schaffe die kompakte Größe des Antriebsstrangs die Möglichkeit, konstruktionsbedingte Größenbeschränkungen einzuhalten, während das vergleichsweise geringe Gewicht für mehr Effizienz und Leistung sorgt.
Der Hybridantrieb eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen – vom B-Segment bis hin zu großen SUVs aus dem J-Segment. Der Motor selbst erreichte in der ersten Testphase den niedrigen spezifischen Kraftstoffverbrauch von 207 Gramm pro Kilowattstunde. Zukünftig kann durch ein aktives MJI-System im Magerbetrieb ein Kraftstoffverbrauch von etwa 195 Gramm pro Kilowattstunde realisiert werden. In einem kompakten Crossover-SUV würde der berechnete, nach WLTP gewichtete CO2-Ausstoß 18 Gramm pro Kilometer betragen. Das Gewicht des DHE-Antriebs entspricht in etwa dem eines modernen 4-Zylinder-Ottomotors mit 6-Gang-Schaltgetriebe. Der speziell konzipierte Verbrenner bietet dabei ein Kostenpotenzial von bis zu 30 Prozent.
Quelle: Mahle – Pressemitteilung vom 29.08.2019
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