Die Energieflüsse im Fahrzeug bei verschiedenen Betriebszuständen
Das Konzept für den MBL ex-drive entstand im Jahr 2007/2008 und stellt einen seriellen Plug-In-Hybrid-Antrieb dar. Das klingt kompliziert, ist aber eigentlich ganz einfach: Der Antrieb des Autos besteht aus Elektromotoren, gespeist durch eine Batterie und ein kleines "Notstromaggregat", das die Batterien unterwegs aufladen kann, falls deren Energie nicht ausreicht. Die Energiewandlungskette sieht dann in etwa so aus: (Notstromaggregat) -> Batterie -> Antrieb, daher die Bezeichnung seriell. Bremsenergie lädt ebenfalls die Batterien auf und das sogar sehr effizient, da der Hauptantrieb des Fahrzeugs rein elektrisch ist und die Komponenten dementsprechend leistungsfähig.
Der Clou: Für den Energiebedarf der meisten alltäglichen Strecken, genügt die allnächtliche Speisung der Batterie durch den herkömmlichen Stromanschluss (Plug-In) - welcher in Zukunft, was auch Sinn der Sache ist, idealerweise durch rein erneuerbare Quellen gespeist wird. Ist keine Steckdose verfügbar, eine Längere Fahrstrecke zu bewältigen oder einfach nur schneller Energienachschub erforderlich, kann ganz normal an der Tankstelle Diesel getankt werden.
Planetengetriebe und Planetendifferential virtuell bei der Arbeit
Die Umsetzung des neuen Fahrzeugkonzepts erforderte für den MBL ex-drive die Entwicklung verschiedener Komponenten und Lösungen, wobei die Hauptentwicklungsarbeit in den Jahren 2008/2009 durchgeführt wurde. Dabei galt der Grundsatz das Rad nicht neu zu erfinden, denn vieles was zur Umsetzung des Konzepts erforderlich ist war bereits verfügbar und erprobt, wie z.B. Elektromotoren mit sehr hoher Leistungsdichte, und wurde freundlicherweise von den Projektpartnern zur Verfügung gestellt.
Nichts desto trotz waren zahlreiche Eigenentwicklungen erforderlich, wie z.B. eine neue Tragstruktur im Vorderwagen für die Range-Extender-Integration, Leistungselektronik für den Range-Extender, eine crashsichere Traktionsbatterie, ein Batteriemanagementsystem, Getriebe für die hochkompakten radnahen Fahrantriebe, Sicherheitseinrichtungen für HV-Batterie und -Bordnetz, völlig neue Fahrzeugsoftware zur Antriebsregelung, Komponenten für Fahrzeugklimatisierung, Zentralhydraulik und vieles mehr.
Wie sich die Räder des MBL ex-drive erstmals aus eigener Kraft drehen
Die Herstellung der neuen Komponenten und deren Einbau in das neue Fahrzeug erfolgte im Jahr 2009/2010. Die Arbeiten wurden großteils - soweit möglich - an der HAW Landshut durchgeführt. Durch die Unterstützung der Projektpartner konnten auch besonders schwierige Aufgaben gemeistert werden, die spezielles Equipment oder Know-How erfordern, wie das Verschweißen der 4752 Batteriezellen oder das plasmanietrieren von Getriebebauteilen. Das Basisfahrzeug musste zuvor sprichwörtlich in seine Einzelteile zerlegt werden - Motor, Automatikgetriebe, Achsgetriebe, Mittendifferential, Abgasanlage, Benzintank, Steuergeräte und und und wurden nicht mehr benötigt - immerhin gut 650 kg Material.
Ausgehend von diesem Zustand wurde das Fahrzeug neu aufgebaut, allerdings nicht mehr als BMW X5, sondern als MBL ex-drive, mit Li-Ion Batterie, zwei Antriebsmotoren, Range-Extender, jeder Menge Leistungselektronik, Kabeln und Messtechnik - und das ohne Modifikation der Serienkarosserie.
Der MBL ex-drive bei seiner ersten fahrdynamischen Erprobung
Die Erprobung des MBL ex-drive begann im Jahr 2010. Dabei wurde die Funktion aller neuen Komponenten und deren Zusammenspiel getestet, deren Zuverlässigkeit unter schwierigsten Bedingungen erprobt und einige Kinderkrankheiten behoben.
Um nicht nur auf den Allradrollenprüfstand der Hochschule Landshut beschränkt zu sein, erhielt das Fahrzeug eine Straßenzulassung. Durch die gesammelte Erfahrung und die zahlreichen Versuchsreihen entstanden zudem neue Ideen zur Weiterentwicklung des Fahrzeugs.
Weiter wurden Fahrleistungen, Reichweite und Verbrauch praktisch ermittelt.
Prüfstandslauf mit fahrwiderstandsoptimierter Fahrzeugabstimmung
Seit 2011 befindet sich der MBL ex-drive in der Weiterentwicklungsphase. Ausgeklügeltere Regelstrategien für Antrieb und Range-Extender, minimierte Fahrwiderstände, Verbesserungen an Range-Extender und Antrieb sowie Verbesserungen bei der Rekuperation sollen das Fahrzeug noch wirkungsgradstärker machen. Das Potential des seriellen Plug-In Hybrid ist noch längst nicht ausgeschöpft...
