Ford C-MAX Energi

Ford startet mit dem C-MAX Energi in die Zukunft der Hybrid-Technologie

Ford stellt mit dem C-MAX Energi sein erstes serienmäßiges Plug-in-Hybrid-Fahrzeug in Europa vor. Dank seiner fortschrittlichen Powersplit-Technologie kombiniert der fünfsitzige Kompaktvan einen 2,0 Liter großen Vierzylinder-Benziner mit einem Wechselstrom-Synchron-Elektromotor und Lithium-Ionen-Batterien mit einer Speicherkapazität von 7,6 Kilowattstunden (kWh). Die Systemleistung des kombinierten Antriebsstrangs beträgt 145 kW (198 PS).

Dabei erreicht der neue C-MAX Energi im rein elektrischen Modus eine auf 137 km/h begrenzte Höchstgeschwindigkeit und eine Reichweite von mehr als 30 Kilometern. Im kombinierten Elektro- und Verbrennungsmotor-Modus soll er mit einer Tankfüllung und Batterieladung sogar einen Aktionsradius von über 800 Kilometern ermöglichen. Hinzu kommt eine bemerkenswerte Ökobilanz: Gemäß den europäischen Normen erwartet Ford einen Durchschnittsverbrauch von weniger als 2,2 Liter/100 km sowie einen Kohlendioxid-Ausstoß unterhalb der 50-g/km-Schallmauer.

Ebenso bewährt wie zukunftsweisend: Powersplit-Antriebskonzept

Mit seinem wegweisenden Powersplit-Antriebskonzept baut der neue C-MAX Energi auf dem Erfolg auf, den Ford in den USA mit Hybrid-Modellen erzielt. Es kombiniert eine Lithium-Ionen-Batterie und einen Elektroantrieb mit einem besonders effizienten Verbrennungsmotor, der nach dem Atkinson-Zyklus arbeitet. Vorteil: Elektro- und Benzinaggregat werden je nach aktueller Fahrsituation gemeinsam oder auch getrennt voneinander aktiv und erzielen so stets den optimalen Wirkungsgrad. Dabei treibt der Elektromotor das Fahrzeug bei langsamerem Tempo und geringer Beschleunigung rein elektrisch an, zudem unterstützt er den Verbrennungsmotor bei höheren Geschwindigkeiten oder größer Leistungsabfrage. Ist die elektrische Reichweite erschöpft, wechselt das System übergangslos in den Vollhybrid-Betrieb. Auf diese Weise ermöglicht der neue C-MAX Energi mit Plug-in-Hybrid-Technologie nochmals souveränere Fahrleistungswerte und vereint dies mit bemerkenswert geringem Verbrauch sowie entsprechend niedrigen Abgas-Emissionen.

Die Powersplit-Architektur von Ford besteht aus zwei Elektromotoren und einem effizienten Vierzylinder-Benziner, die durch ein Planetengetriebe miteinander verbunden sind. Diese Bauweise ermöglicht die Rückgewinnung eines Großteils der beim Bremsen freigesetzten kinetischen Energie, die auf diese Weise wieder in Beschleunigungskraft umgemünzt werden kann. Im Vollhybrid-Modus – also bei entladener Batterie und aktiviertem Verbrennungsmotor – fungiert das Powersplit-System wie ein stufenloses CVT-Getriebe. Je nach Ladezustand und Fahrerwunsch sorgt es dafür, das sowohl der Verbrennungs- als auch der Elektromotor und der Generator jeweils im optimalen Bereich arbeiten.

Weiterer Vorteil: Dank des elektronisch geregelten, stufenlosen Getriebes läuft der Benziner unter allen Fahrbedingungen mit optimalem Wirkunggrad, besitzt ein optimales Start-Stopp-Verhalten und spricht sanft auf Gaspedalbewegungen an. Auch wenn sich hinter der Auslegung der einzelnen Komponenten ein hochkomplexer Prozess verbirgt: Ihre vergleichsweise einfache mechanische Anordung bietet die Grundlage für höchste Effizienz und Laufruhe bei einem gleichzeitig hohen Maß an Fahrvergnügen.

Als weltweit zweitgrößter Hersteller von Hybrid-Fahrzeugen hat Ford auch mit der Plug-in-Technologie bereits ausgesprochen positive Erfahrungen gesammelt. Bei einem Flottenversuch in den USA erreichten Escape-Modelle mit Plug-in-Hybrid-Antrieb im reinen Elektromodus einen komplett emissionsfreien Einsatzradius, der die im Stadtverkehr für gewöhnlich zurückgelegten Strecken deutlich übertrifft. Ihr Vorteil: Da sie zusätzlich per Kabelverbindung an der heimatlichen Steckdose aufgeladen werden können, halten ihre modernen Lithium-Ionen-Batterien ein größeres Angebot an elektrischer Energie vor. Diese setzen sie in rein elektrischen Antrieb um, ohne den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zum Fortkommen oder Wiederaufladen der Akkus bemühen zu müssen.

Plug-in-Hybride wie der neue C-MAX Energi bieten sich als naheliegendste Alternative zu Fahrzeugen mit konventionellen Verbrennungsmotoren an. Ihre wesentlichsten Vorteile:

  • Im rein elektrischen Betriebsmodus, der sich besonders für leises Gleiten durch die Innenstadt anbietet, produzieren sie keinerlei Abgas-Emissionen.
  • Die elektrische Reichweite des Fahrzeugs deckt mit mehr als 30 Kilometern die meisten täglichen Fahrten ab, ohne durch eine größere Batterie den nutzbaren Raum zu verringern oder zusätzliche Kosten zu verursachen.
  • Im Vergleich zu Voll-Hybriden zeichnen sie sich durch eine nochmals höhere Kraftstoff-Effizienz und damit weiter verbesserte Energiebilanz aus.
  • Sie verringern die Abhängigkeit von fossilen Kraftstoffen, die Umweltbeeinflussung wird auch durch den geringeren Ausstoß von Treibhausgasen reduziert.

2,0-Liter-Benziner mit unkonventionellem Arbeitsprinzip

Der C-MAX Energi verkörpert bereits die dritte Generation der Hybrid-Technologie von Ford, intern Gen III genannt. Sie zeichnet sich unter anderem durch reduzierte Fahrwiderstände und geringere Reibungsverluste im Antriebsstrang aus. Dies ermöglichte auch die Verringerung des Verbrennungsmotor-Hubraums von 2,5 auf 2,0 Liter. Dabei setzt der Vierventil-Vierzylinder auf eine variable Nockenwellensteuerung und das sogenannte Atkinson-Zyklus-Arbeitsprinzip mit unterschiedlich langem Kolbenhub in der Verdichtungs- und Verbrennungsphase. Zugleich steigert ein späteres Schließen der Einlassventile und ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis die thermische Effizienz. Angesicht der geringen Massenträgheit des Motors konnte zugleich auf eine Ausgleichswelle verzichtet werden, auch dies reduziert das Gewicht und die interne Reibung. Hinzu kommt eine elektrisch statt mechanisch betriebene Wasserpumpe – in Verbindung mit der ebenfalls elektrischen Klimaanlage und der elektrischen EPAS-Servolenkung erübrigt sich so der vordere Riemenantrieb.

Im neuen C-MAX Energi leistet der 2,0 Liter große Atkinson-Vierzylinder eine Nennleistung von 105 kW (143 PS) sowie ein maximales Drehmoment von 175 Newtonmeter, das bei 4.000 Umdrehungen anliegt.

Von Ford entwickelt und produziert: Die Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterie

Sowohl der Ford Focus Electric als auch der Transit Connect Electric und weitere Hybrid-/Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge von Ford profitieren von fortschrittlichen Lithium-Ionen-Batteriepacks. Sie werden unter dem Einsatz von qualitativ besonders hochwertigen Komponenten hergestellt und fallen im Vergleich zu vorherigen Hybrid-Modellen von Ford nochmals leichter und kompakter aus. Die Rechner-Steuereinheit beispielsweise hat sich in den aktuellen Hybrid-Modellen von Ford bereits vielfach bewährt.

Dabei gilt generell: Lithium-Ionen-Batterien besitzen gegenüber konventionellen Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) vielfältige Vorteile. So sind sie zum Beispiel zwischen 25 und 30 Prozent kleiner und rund 50 Prozent leichter. Dies erleichtert zum einen ihre Platzierung im Fahrzeug. Zum anderen bietet ihr Größen- und Gewichtsvorteil die Chance, generell die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen – zum Beispiel in Form einer verlängerten Reichweite oder auch mehr bereitgestellter Leistung.

Die luftgekühlte, von Ford selbst entwickelte und im US-Werk Rawsonville produzierte Hochvolt-Batterie besteht aus 84 in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Zellen von Sanyo, die Speicherkapazität beträgt 7,6 kWh. Ein vollständiger Ladeprozess an einer geeigneten Stromtankstelle ist innerhalb von 2,5 Stunden abgeschlossen.

Der Ford C-MAX mit Plug-in-Technologie nutzt zudem das Prinzip der seriellen Bremsenergie-Rekuperation, um bis zu 95 Prozent der Bremsenergie zurückzugewinnen. Dabei fungiert der Elektromotor als Generator und stellt während der Bremsphase ein Verzögerungsmoment her, sofern die elektronische Steuerung hierfür einen Bedarf erkennt. Eine spezielle Anzeige im Instrumentenbrett zeigt dem Fahrer an, wie effizient er die Bremsenergie-Rekuperation nutzt – so erlaubt zum Beispiel ein sanftes, graduelles Verzögern die Rückgewinnung von nahezu 100 Prozent der im Fahrzeug gespeicherten kinetischen Energie. Bei harten Bremsungen sinkt dieser Wert auf 30 Prozent oder weniger.

Neue Ladestation für private Haushalte vereinfacht Ladeprozess

Ford und Schneider Electric, ein weltweit tätiger Spezialist für Energie-Management, haben gemeinsam eine europaweit einheitliche Lösung zum Aufladen von Elektrofahrzeugen entwickelt. Diese Ladestation bietet in Privathaushalten und Unternehmen eine schnelle, verlässliche, sichere und komfortable Möglichkeit, batterie-elektrische Fahrzeuge (Battery Electric Vehicle, BEV) wie den Ford Focus Electric sowie Plug-in-Hybridautos (PHEV) aufzuladen.

Die von Schneider Electric entwickelte Ladestation EVLINK wurde umfangreich getestet und erfüllt sowohl die Sicherheits-Richtlinien der Europäischen Kommission als auch die strengen internen Standards von Ford. Die optionale Ladestation wird auf Wunsch von qualifizierten Elektrikern installiert. Mit einer Fünfjahres-Garantie, Bedienoberfläche in der jeweiligen Landessprache und einer Service-Infrastruktur, die auf die regionalen Gegebenheiten zugeschnitten wird, setzen die beiden Partner im Bereich der Elektromobilität neue Maßstäbe.

Ein entsprechendes Stromnetz vorausgesetzt, können Kunden beispielsweise einen Ford Focus Electric in knapp über drei Stunden vollständig aufladen. Damit erreicht der batterie-elektrisch angetriebene Kompakte eine Reichweite von 162 Kilometern und eine Energieeffizienz von 15,9 kWh/100 km.

In Deutschland konnte Ford dazu den in Köln ansässigen Energieversorger RheinEnergie als Partner gewinnen. Das Unternehmen hat erst kürzlich ein 1,1-Megawatt-Solarsystem auf dem Dach des europäischen Zentrallagers von Ford in Köln installiert. Der dort gewonnene Solarstrom wird zu großen Teilen zum Aufladen der deutschen Ford Focus Electric-Modelle verwendet. Darüber hinaus hat Ford auch mit dem Ökostrom-Anbieter Naturstrom ein Rahmenabkommen für die Lieferung regenerativ gewonnener Energie vereinbart, der Käufern eines Ford Focus Electric einen attraktiven Liefervertrag anbietet.

* Die angegebenen Verbrauchswerte an elektrischer Energie sowie die im Elektrobetrieb erzielbare Reichweite wurden nach den technischen Vorgaben und Spezifikationen der Europäischen Richtlinie EC 715/2007 in der aktuell gültigen Fassung ermittelt und entsprechen den neuesten Regeln gemäß UN-ECE 101. Die Messwerte können wegen unterschiedlicher Fahrzyklen und Normen in anderen Regionen der Welt von den dort erzielten Verbräuchen und Reichweiten abweichen.

03.09.2013 / Ford

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