Was ist die MHEV-plus-Hybridtechnologie, die Audi in seinen neuen A5 und Q5 anbietet, und wie funktioniert sie?

Vor einigen Jahren gehörte Audi zu den Herstellern, die am stärksten auf die leichte Hybridtechnologie MHEV setzten. Die Marke mit den vier Ringen begann etwa 2017 damit, diese Technologie sowohl in TDI- als auch in TFSI-Motoren anzubieten, und zwar nahezu in ihrer gesamten Modellpalette mit Verbrennungsmotoren. Es wurden sogar zwei MHEV-Systeme entwickelt: ein einfacheres für Vierzylindermotoren, das auf dem traditionellen 12-Volt-Bordnetz basiert, und ein anderes für Sechs- und Achtzylindermotoren, in diesem Fall mit 48 Volt.

So funktioniert das konventionelle MHEV-System

Im Grunde funktioniert dieses leichte Hybridsystem, das auch viele andere Hersteller verwenden und das Audi in vielen Modellen seiner aktuellen Palette weiterhin einsetzt, folgendermaßen. Ein Startergenerator, im Englischen als BAS bezeichnet, ist über einen Riemen mit der Kurbelwelle des Motors verbunden. Dieser Generator, der zudem wassergekühlt ist, kann zusätzliches Drehmoment zur Unterstützung des Verbrennungsmotors liefern – bei Audi mit dem 48-Volt-System bis zu etwa 60 Nm – oder Energie in den Verzögerungs- und Bremsphasen zurückgewinnen – bis zu 12 kW –, die im Batteriespeicher des Systems gespeichert wird.

Dank des MHEV kann das Fahrzeug in bestimmten Phasen im Segelbetrieb mit abgeschaltetem Motor rollen, was Kraftstoff spart. Bei den Audi mit diesem System der ersten Generation dauert dies maximal 40 Sekunden, wenn der Fahrer vom Gas geht, und zwar bei einer Geschwindigkeit zwischen 55 und 160 km/h. Das System ermöglicht es, dass alle elektrischen Verbraucher auch bei abgeschaltetem Motor weiterarbeiten, da sie die in der Batterie gespeicherte Energie nutzen. Aus demselben Grund besteht ein weiterer Vorteil des MHEV darin, dass die Start-Stopp-Funktion aktiviert werden und der Motor abgeschaltet werden kann, bevor das Fahrzeug vollständig zum Stillstand gekommen ist. In diesem Fall geschieht dies bei Audi bereits ab etwa 22 km/h.

Der BAS arbeitet nicht nur als Generator, sondern startet den Motor auch wieder nach einer Segelphase oder einem Halt. Und er tut dies sanfter als der konventionelle Anlasser, der weiterhin vorhanden ist, aber nur für den ersten Start verwendet wird, wenn das Motoröl kalt ist und ein höheres Anlaufmoment erforderlich ist. Außerdem liefert der BAS bei starker Beschleunigung zusätzlichen Schub für den Verbrennungsmotor, was den Fahrkomfort verbessert. Allerdings kann dieser Elektromotor, der beim konventionellen MHEV als Generator fungiert, niemals allein die Räder antreiben; das Fahrzeug fährt also nie rein elektrisch.

Bei Audi funktioniert die MHEV-Technik mit 12 und mit 48 Volt gleich, mit dem Unterschied, dass die Segelphasen, die Leistungsabgabe und die Kraftstoffeinsparung im 12-Volt-System etwas geringer ausfallen.

Der MHEV plus der Audi A5 und Q5: fast wie ein „echter“ Hybrid

Audi hat das MHEV-System nun weiterentwickelt. Für die neuen Motoren auf Basis der sogenannten Premium-Verbrennerplattform, zu denen derzeit die neuen Audi A5 und Audi Q5 gehören, kommt das sogenannte MHEV Plus zum Einsatz. Es bietet einen höheren Grad an Elektrifizierung, verzichtet aber, anders als herkömmliche Hybride, auf Hochvoltsysteme.

Praktisch gesehen ist der wichtigste Unterschied, dass ein kleiner Elektromotor beim MHEV plus das Fahrzeug in ganz bestimmten Situationen und für sehr kurze Zeit allein antreiben kann, etwa bei Rangiermanövern mit niedriger Geschwindigkeit oder um die Geschwindigkeit beim Annähern an eine Kreuzung oder einen Kreisverkehr zu halten, bis der Moment zum Bremsen kommt, was den Verbrauch senkt. Darüber hinaus gibt es weitere Vorteile: Das vom MHEV plus bereitgestellte Zusatzdrehmoment ist größer und steht früher zur Verfügung, was die Beschleunigung und das Wiederbeschleunigen verbessert. Auch die Fähigkeit, beim Bremsen Energie zurückzugewinnen, ist höher. Man könnte sagen, es ist „fast“ wie ein „echter“ Hybrid, oder zumindest wie die ersten Hybride von Toyota, allerdings mit einem deutlich weniger komplexen und ausgefeilten System.

Im Vergleich zum einfacheren MHEV-System steigert der MHEV plus Leistung und Agilität stärker und senkt Verbrauch und Emissionen noch deutlicher. Ich betone: Es handelt sich nicht um einen gewöhnlichen Hybrid, die technisch anspruchsvoller und komplexer sind; aber es ist eine immer besser geeignete Lösung für immer mehr Hersteller. Tatsächlich wird das, was für Audi jetzt neu ist, bei anderen Marken schon seit längerem eingesetzt, sogar bei beliebten Modellen. So etwa bei Stellantis, das auf eine sehr ähnliche Technologie setzt und sie ab einem Opel Corsa anbietet, den die Marke übrigens ohne Bedenken mit der Bezeichnung Hybrid verkauft, obwohl er es eigentlich nicht ist.

Audi kündigt Einsparungen von bis zu 0,4 l/100 km für den A5 mit dem 2.0-TDI-Motor mit 150 kW an und von bis zu 0,7 l/100 km für den 3.0 TFSI. Die Werte sind sehr ähnlich zu denen, die – laut offiziellen Angaben – mit den einfacheren MHEV-Systemen erreicht werden, wobei der neue A5 allerdings ein größeres, besser ausgestattetes und damit schwereres Fahrzeug ist.

So funktioniert der MHEV plus: ein leistungsstarker zusätzlicher Generator

Wie funktioniert der MHEV plus? Durch einen zusätzlichen Elektromotor neben dem riemengetriebenen Startergenerator (BAS), den Audi PTG nennt. Er integriert die Leistungselektronik und wird direkt am Ausgang der Getriebewelle installiert. Dabei kann der PTG bis zu 18 kW (24 PS) Leistung liefern, erzeugt ein maximales Drehmoment von 230 Nm und kann beim Bremsen mit einer Leistung von bis zu 25 kW Energie zurückgewinnen.

Der PTG wiegt etwa 21 kg, verfügt über eine Flüssigkeitskühlung und wird bei Geschwindigkeiten über 140 km/h über eine Kupplung vom Antriebsstrang getrennt. Bei den A5 und Q5 von Audi ermöglicht ein neues integriertes Bremssteuerungssystem, die rekuperative Bremsung mit den hydraulischen Bremsen zu kombinieren, sodass die Rückgewinnung maximal genutzt wird, ohne für den Fahrer spürbare Unterschiede beim Übergang zwischen beiden. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass der MHEV plus die Klimatisierung auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor dauerhaft betreibt, indem er direkt den elektrischen Klimakompressor versorgt.

Hier übernimmt der riemengetriebene Startergenerator BAS auch das Starten des Motors und die Versorgung von der Batterie, die statt Lithium-Ionen vom Typ LFP ist, mit einer Kapazität von 1,7 kWh. Eine ausgeklügelte Steuerungssoftware bewertet den Fahrzustand des Fahrzeugs, um festzulegen, wie Verbrennungsmotor, PTG und BAS zusammenwirken sollen, wobei das Hauptziel stets der geringstmögliche Verbrauch ist. Zu den berücksichtigten Parametern gehören die Stellung des Gaspedals oder die gewählte Getriebeposition, wobei in jedem Fall die Geschwindigkeit, bei der der PTG abgekoppelt wird, sowie der Zielladezustand (SoC) der 48-Volt-Batterie angepasst werden.

Zu beachten ist, dass Audi das MHEV-plus-System nicht bei allen Motoren der Modellreihen A5 und Q5 einsetzt. Beim A5 kommt es zum Beispiel bei den TDI-Motoren mit 150 kW und beim V6 TFSI des S5 zum Einsatz, nicht jedoch beim 2.0 TFSI, der dagegen in der Q5-Reihe mit dieser Hybridisierung ausgestattet ist.

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