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Das auf dem neuesten Stand der Technik basierende Vollhybrid-System, dessen Komponenten gemeinsam von der General Motors Corporation, DaimlerChrysler und der BMW Group entwickelt werden, stellt mit seiner einzigartigen, vollständig integrierten Kombination aus Elektromotoren und einem Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung der Antriebstechnologie dar.

Wegen seiner zwei Betriebsarten, von denen eine für niedrige und eine für hohe Geschwindigkeiten optimiert ist, wird das auf einem elektrisch gesteuerten, stufenlosen Getriebe (EVT - Electric Continuously Variable Transmission) basierende System als Two-Mode-Hybrid-System bezeichnet.

Das ausgereifte, Kraftstoff sparende System verfügt zusätzlich über vier Gänge mit festem Übersetzungsverhältnis, sodass bei einer breiten Palette von Fahrzeuganwendungen ein hoher Wirkungsgrad und eine optimale Leistungsausbeute erzielt werden können. Wird das System in den beiden EVT-Betriebsarten und den vier festen Gängen betrieben, können die Elektromotoren für die Beschleunigungsvorgänge wie auch regeneratives Bremsen genutzt werden.

Die vier Gänge mit festem Übersetzungsverhältnis überlagern die zwei EVT-Betriebsarten, sodass insgesamt sechs Betriebsarten zur Verfügung stehen:

• Leistungsverzweigter EVT-Modus bzw. stufenlos variabler Modus 1 für den Fahrzyklus vom Motorstart bis zum zweiten festen Gang. Kombinierter EVT-Modus bzw. stufenlos variabler Modus 2 für den Fahrzyklus ab dem zweiten festen Gang.

• 1. Gang mit festem Übersetzungsverhältnis, wobei beide Elektromotoren Leistung für den Verbrennungsmotor bereitstellen oder Energie vom regenerativen Bremsen, Verzögern und Fahren im Schubbetrieb aufnehmen und speichern.

• 2. Gang mit festem Übersetzungsverhältnis, wobei ein Elektromotor für die Beschleunigungs-/Bremsvorgänge zur Verfügung steht.

• 3. Gang mit festem Übersetzungsverhältnis, wobei beide Elektromotoren für die Beschleunigungs-/Bremsvorgänge zur Verfügung stehen.

• 4. Gang mit festem Übersetzungsverhältnis, wobei ein Elektromotor für die Beschleunigungs-/Bremsvorgänge zur Verfügung steht.

Das Ergebnis der Kooperation ist eine richtungsweisende Hybrid-Technologie, die sich durch eine einzigartige Kombination aus sparsamem Kraftstoffverbrauch sowie außergewöhnlicher Leistungs- und Beladefähigkeit auszeichnet.

In mechanischer Hinsicht und in Bezug auf die Gesamtgröße ist das von General Motors, DaimlerChrysler und der BMW Group entwickelte Vollhybrid-System mit einem herkömmlichen Automatikgetriebe vergleichbar, kann aber mit stufenloser Übersetzung oder in einem der vier Gänge mit festem Übersetzungsverhältnis betrieben werden.

Das gesamte Hybrid-Antriebssystem wird kontinuierlich von einem ausgereiften elektronischen Steuergerät optimiert, um für jede Laststufe des Motors den effizientesten Betriebspunkt auszuwählen.

Hauptvorteile. Im Vergleich zu herkömmlichen Hybrid-Systemen bietet diese zukunftsweisende Hybrid-Technologie deutliche Vorteile im Hinblick auf den kombinierten Kraftstoffverbrauch (Stadt- und Überlandverkehr), die dynamischen Eigenschaften und das Zugvermögen.

Herkömmliche Hybrid-Systeme haben normalerweise nur eine Drehmomentverzweigung und keine festen mechanischen Übersetzungsverhältnisse. Diese Systeme werden im Allgemeinen als "One-Mode-Hybrid-Systeme" bezeichnet. Bedingt durch den mechanischen Aufbau muss bei One-Mode-Hybrid-Systemen ein Großteil der Leistung durch den elektrischen Zweig übertragen werden, dessen Wirkungsgrad ca. 20 Prozent geringer ist als der eines mechanischen Zweigs.

Dieser Umstand erfordert entweder einen deutlichen Kompromiss im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs oder den Einsatz von größeren Elektromotoren, was wiederum zu höheren Kosten, mehr Gewicht und einem höheren Platzbedarf führt.

General Motors, DaimlerChrysler und die BMW Group entwickeln ein Vollhybrid-System, um die Leistungsübertragung durch den weniger effizienten elektrischen Zweig zu reduzieren. Auf diese Weise ist es möglich, Elektromotoren einzusetzen, die nicht nur kompakter, sondern auch unabhängiger von der Größe des Verbrennungsmotors sind.

Durch diese Kombination aus zwei EVT-Betriebsarten und vier Gängen mit festem Übersetzungsverhältnis werden die Nachteile von One-Mode-Hybrid-Systemen aufgehoben, sodass über den gesamten Betriebsbereich des Fahrzeugs, d.h. bei niedriger wie bei hoher Geschwindigkeit, ein effizienter Betrieb ermöglicht wird.

Zudem kann das System bei einer größeren Vielfalt von Fahrzeugmodellen eingesetzt werden. Es eignet sich besonders für den Anhängerbetrieb sowie das Befahren von Steigungen oder das Fahren mit schwerer Beladung.

Vorhandene Verbrennungsmotoren können mit geringfügigen Änderungen weiterhin genutzt werden, da durch das Vollhybrid-System keine nennenswerten Einschränkungen in Bezug auf die Größe oder Art des Verbrennungsmotors bestehen.

Das System bietet den drei Automobilherstellern die Möglichkeit, Verbrennungsmotoren und Vollhybrid-Getriebe auf kostengünstige Weise miteinander zu kombinieren und die Kraftstoff sparende Technologie bei einer breiteren Palette von Fahrzeugmodellen anzubieten.

Erste Anwendungen sind für Fahrzeuge mit Hinterrad- oder Allradantrieb vorgesehen. Dank seiner Flexibilität wird das Vollhybrid-System künftig jedoch auch bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Vorderradantrieb zum Einsatz kommen.

Die Global Hybrid Cooperation. General Motors, DaimlerChrysler und die BMW Group haben mit der Global Hybrid Cooperation eine gemeinsame Initiative gegründet, die aktiv an der Entwicklung der nächsten Generation von Hybrid-Antriebssystemen arbeitet.

In einer Allianz von gleichberechtigten Partnern bündeln die drei Automobilhersteller ihr Know-how und ihre Ressourcen, um gemeinsam auf effiziente Weise die Hybrid-Technologie weiterzuentwickeln. Jedes Unternehmen wird das Vollhybrid-System unter Berücksichtigung markenspezifischer Anforderungen individuell in die Konzeption und Konstruktion seiner Fahrzeuge integrieren.

Im "GM, DaimlerChrysler and BMW Hybrid Development Center" in Troy, Michigan, arbeiten Ingenieure und Spezialisten aus allen drei Unternehmen an der Entwicklung des Gesamtsystems und der einzelnen Komponenten - Elektromotoren, Hochleistungselektronik, Getriebe, Verkabelung, Energiemanagement und Steuergeräte für das Hybrid-System. Außerdem sind die Systemintegration und das Projektmanagement in diesem Entwicklungszentrum angesiedelt.

Von zentraler Bedeutung für einen optimalen Entwicklungsprozess ist die Konzentration auf ein flexibles Systemkonzept, das im Hinblick auf Größe, Masse und Leistung an die verschiedenen Fahrzeugmodelle und Marken angepasst werden kann.

Durch die konsequente Nutzung gemeinsamer Komponenten und die Zusammenarbeit mit Zulieferern erzielen die Allianzpartner Mengenvorteile mit entsprechenden Kosteneinsparungen, wovon letztendlich auch die Kunden profitieren werden. Momentan werden Vollhybrid-Systeme für Pkw mit Front- und Heckantrieb, leichte Nutzfahrzeuge und SUVs entwickelt.