Spritsparer soll Ende des Jahrzehnts kommen und ein Drittel weniger verbrauchen

Seit Jahren weigert sich Porsche standhaft, einen Diesel in seine Autos einzubauen. Hieß es anfangs, der Selbstzünder wäre zu wenig sportlich, so sagt man jetzt, der Diesel wäre nur eine Nischenlösung für Europa. In der Tat ist der Diesel in den USA und in Asien lang nicht so populär wie bei uns. Dennoch: Dieselfahrzeuge verbrauchen weniger und blasen nicht soviel Kohlendioxid in die Atmosphäre. Sprit sparen will man natürlich auch bei Porsche. Als Alternative zum Diesel hat man den Hybridantrieb ausgemacht und will ihn im Cayenne auf den Markt bringen. Nun hat der Hersteller seine Karten auf den Tisch gelegt und im Entwicklungszentrum Weissach bei Stuttgart den Forschungsstand präsentiert. Wir konnten sogar schon ein paar Meter mit dem Hybrid-Cayenne fahren.

Ab etwa 2009
Bei dem neuen Antrieb kooperiert Porsche mit Audi und VW. Das System soll Ende des Jahrzehnts im Cayenne debütieren. Danach bekommt auch das künftige Viertürer-Coupé Panamera den Hybridantrieb. Derzeit verwendet man den V6-Motor des Cayenne-Basismodells als Verbrennungsmotor. Ihm werden ein Elektromotor und eine 48 PS starke Batterie zur Seite gestellt. Die Gesamtleistung des Systems ergibt sich wie immer bei Hybridmodellen aus der Leistung des Verbrennungsmotors und der maximalen Leistungsabgabe der Batterie – also 290 plus 48 gleich 338 PS. Der Spritverbrauch soll bei 8,9 Liter auf 100 Kilometer liegen. Das wären vier Liter oder fast ein Drittel weniger als der normale V6-Cayenne schluckt. Beim derzeitigen Entwicklungsstand begnügt sich der Hybrid-Cayenne mit 9,8 Liter.

Full Hybrid mit Parallelarchitektur
Wie beim Toyota Prius und den hybridgetriebenen Lexus-Modellen setzt Porsche auf den so genannten Full Hybrid, die höchste Stufe der Hybridisierung. Porsche hat aber nicht etwa das System von Toyota kopiert, sondern ganz im Gegenteil: Man geht einen völlig anderen Weg. Während Toyota auf den so genannten leistungsverzweigten Hybrid schwört, hat man sich in Stuttgart für den Parallelhybrid entschieden. Beim Parallelhybrid gibt es zwei parallele Kraftfluss-Wege: Einer führt vom Verbrennungsmotor zum Getriebe und dann zu den Antriebsrädern, der andere vom Elektromotor zum Getriebe und dann zu den Rädern.

Höhere Überland-Effizienz
Zu den Vorteilen gehört eine höhere Effizienz bei schnellen Überlandfahrten. Beim leistungsverzweigten Hybrid erfolgt der Antrieb der Räder auch dann über den Elektromotor, wenn dieser gar nichts zum Antrieb beiträgt. Da hier alle Aggregate gewissermaßen hintereinander angeordnet sind, dreht der Verbrennungsmotor den Elektromotor mit. Dass das nicht energieeffizient sein kann, leuchtet ein: Schließlich muss die Bewegungsenergie, die der Ottomotor liefert, zuerst in elektrische Energie umgewandelt werden und dann wieder zurück in kinetische Energie. Ergebnis: Der Hybrid-Cayenne wird bis 120 km/h auf der Autobahn ,segeln" können, also ohne Unterstützung des Verbrennungsmotors dahingleiten. Beim Lexus RX 400h ist dies nur bis etwa 70 km/h möglich.

Kaum Änderungen an der Karosserie
Der Parallelhybrid hat noch weitere Vorteile. Das System braucht weniger Platz, sodass man am Basis-Cayenne nur wenig ändern muss und der Innenraum fast unverändert bleibt. Außerdem ist der technische Aufwand geringer, da man mit einer einzigen Elektromaschine auskommt. Als Elektromaschine bezeichnet man die technische Einheit, die als Generator Bewegungsenergie in elektrische umwandelt und als Elektromotor genau das Umgekehrte tut. Lexus setzt zwei Elektromaschinen ein.

Lexus RX etwas sparsamer
Im Endeffekt ist allerdings der Lexus etwas sparsamer, wie man bei Porsche eingesteht. Grund: Lexus verwendet ein stufenloses CVT-Getriebe, das wegen der stufenlos variablen Übersetzung immer im optimalen Drehzahlbereich arbeiten kann. Porsche dagegen setzt auf die ganz normale Automatik aus dem Cayenne. Ein stufenloses Getriebe, sagt man bei Porsche, mögen die Kunden nicht, das passt nicht zum sportlichen Fahren. Der Lexus RX 400h verbraucht mit seinen 272 PS Gesamtleistung nur 8,1 Liter auf 100 Kilometer – liegt also etwa zehn Prozent besser als der künftige Hybrid-Cayenne. Dieser Vorsprung geht allerdings nicht allein auf das Konto des Getriebes. Der RX ist mit 2.075 Kilo auch etwas leichter als der Cayenne, der schon in der V6-Version über 2,2 Tonnen wiegt. Das Hybridsystem macht den Porsche nochmal um etwa 150 Kilo schwerer.

Schwierige Kupplungsregelung
Doch ansonsten ist der Parallelhybrid die bessere Lösung, ist man bei Porsche überzeugt. Wenn aber diese Variante so gut ist, warum setzt dann nicht auch der Toyota-Konzern auf diese Lösung? Nun, die Schwierigkeit dabei war bisher die Abkupplung des Verbrennungsmotors. Denn die Kupplung zwischen Ottoaggregat und Hybrideinheit muss genau geregelt werden. Bei einem Full Hybrid wird zum Beispiel bei langsamer Schleichfahrt in der Stadt auf den Benziner verzichtet. Wenn man dann mehr Leistung benötigt, muss die Verbrennungsmaschine wieder angelassen werden. Beim Übergang vom Elektroantrieb auf konventionellen Antrieb darf es keinen Ruck geben. Das heißt, das Drehmoment des Verbrennungsmotors muss an das des Elektromotors angeglichen werden. Diese schwierige Funktion übernimmt die Kupplungssteuerung. Im Endeffekt ist es kaum zu spüren, wenn der V6 anspringt, wie wir auf unser ersten Ausfahrt mit dem Hybridmodell feststellen konnten.

Zwanzigprozentige Bremskraftrückgewinnung
Wie der Toyota Prius und die Hybridmodelle von Lexus besitzt auch der Hybrid-Cayenne eine Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation). Im Schiebebetrieb und beim Bremsen wird Bewegungsenergie in elektrische Energie gewandelt und in die Batterie gespeichert. Die dabei als Generator arbeitende Elektromaschine bremst das Fahrzeug mit einer negativen Beschleunigung von etwa 0,2 g. Das entspricht etwa 20 Prozent der Bremsleistung einer normalen Bremsanlage. Bei einer starken Bremsung werden also etwa 20 Prozent der Bremsenergie zurückgewonnen, den Rest müssen die Scheibenbremsen übernehmen. Wollte man mehr Energie zurückgewinnen, bräuchte man eine größere Elektromaschine und eine größere Batterie – mit Nachteilen beim Gewicht. Auch so spart die Rekuperation etwa einen Liter Sprit auf 100 Kilometer.

Klimatisierte Batterie
Die Nickel-Metallhydrid-Batterie hat eine Lebensdauer von 200.000 Kilometer. Sie gibt 48 PS Leistung ab und erzeugt 288 Volt. Die etwa 60 Zentimeter lange und rund 30 mal 30 Zentimeter dicke Batterie ist ein ordentlicher Brummer. Der Energiespeicher, der von der Firma Sanyo entwickelt wurde, ist mit 69 Kilo nicht direkt leicht. Aber er passt perfekt in die Reserveradmulde, so dass sich der Kofferraum nicht verkleinert. Die Batterie hat einen Arbeitsbereich von -30 bis +40 Grad Celsius. So dürfte der Hybrid-Cayenne auch bei Kälte kaum Schwierigkeiten beim Anspringen haben. Damit sich der Akku nicht zu sehr aufheizt, wird er mit klimatisierter Innenraumluft gekühlt. Ein Manko der Batterie ist, dass sie nur einen sehr geringen nutzbaren Ladungsbereich hat. Vom optimal geladenen Zustand aus dürfen nur zehn bis 15 Prozent der Ladekapazität genutzt werden, bevor der Akku wieder geladen werden muss. Das ist etwa so, als hätte man einen 50-Liter-Benzintank, müsste aber darauf achten, dass immer zwischen 45 und 50 Liter Sprit im Tank bleiben. Gut, dass beim Cayenne eine Elektronik für den optimalen Ladezustand der Batterie sorgt.

Elektrisch angetriebene Nebenaggregate
Apropos Klimaanlage: Bei einem Auto mit normalem Verbrennungsmotor wird der Kompressor der Klimaanlage vom Motor angetrieben. Dies geht bei einem Full Hybrid nicht, da hier der Motor oft gar nicht läuft. Schweißgebadet sollen die Insassen aber auch dann nicht im Cayenne sitzen. Deshalb wird beim Hybrid-Cayenne die Klimaanlage elektrisch betrieben. Ähnlich ist es beim Bremskraftverstärker, der Lenkung und der Ölpumpe des Automatikgetriebes. Alle diese Aggregate arbeiten normalerweise mit Unterstützung des Benzinmotors. Da diese Hilfe beim Full Hybrid nicht immer zur Verfügung steht, werden sie beim Hybridmodell elektrisch angetrieben.

Fazit: Die Zukunft rückt näher
Hybridsysteme sind auf dem Vormarsch. Toyota und Lexus haben vorgemacht, wie man den Verbrauch mit einem elektrischen Zusatzsystem bis in dieseltypische Regionen senkt. Ob der Hybrid verglichen mit dem Diesel wirklich die bessere Lösung ist, lassen wir dahingestellt. Im Vergleich mit spritdurstigen Benzinern bringt der Hybridantrieb auf jeden Fall Vorteile. Deshalb ist es gut, dass die deutschen Hersteller in ein paar Jahren folgen. Dabei wird es zwei große Gruppen geben: Porsche, VW und Audi einerseits und BMW und Mercedes mit General Motors andererseits. Porsche & Co. haben nun ihr interessantes System vorgestellt. Es hat gegenüber dem Toyota-Hybrid wohl vor allem den Vorteil, dass es auch auf der Autobahn etwas bringt. Denn ein Prius schluckt bei hohem Tempo oft sogar mehr als vergleichbare Kompaktmodelle mit normalem Ottomotor. Ob sich der Autobahnvorteil auch in der Praxis zeigt, müssen in ein paar Jahren die Tests zeigen. Bis dahin bleibt die Hoffnung, dass die Konkurrenz zwischen den einzelnen Entwicklerkonsortien dazu führt, dass das beste System gewinnt. Die Umwelt würde sich über niedrigere Kohlendioxidemissionen freuen, die Käufer über geringere Spritkosten.

Porsches "Diesel"