Der EQS SUV: elektrische Antriebe mit bis zu 400 kW

Mit Reichweiten von bis zu 671 Kilometern  und einer Leistung von bis zu 400 kW wird der EQS SUV den Ansprüchen an ein Oberklasse-SUV auch in puncto Antrieb gerecht. Alle EQS SUV besitzen einen elektrischen Antriebsstrang (eATS) an der Hinterachse, die Versionen mit 4MATIC zusätzlich auch einen eATS an der Vorderachse. Bei den 4MATIC Modellen verteilt die Funktion Torque Shift die Antriebsmomente zwischen der hinteren und der vorderen E‑Maschine intelligent und stufenlos.

Bei der Markteinführung umfasst das Modellprogramm drei Varianten: EQS 450 +  und EQS 450 4MATIC mit jeweils 265 kW Leistung sowie den EQS 580 4MATIC mit 400 kW. Abhängig von der Fahrzeugausstattung sowie -konfiguration sind WLTP-Reichweiten von bis zu 671 Kilometern möglich.

Die Elektromotoren an Vorder- und Hinterachse sind permanenterregte Synchronmaschinen (PSM). Bei PSM ist der Rotor des Wechselstrommotors mit Permanentmagneten bestückt und muss daher nicht mit Strom versorgt werden. Die Magnete – und damit der Rotor – folgen dem umlaufenden Wechselstromfeld in den Wicklungen des Stators. Beim EQS SUV verwendet Mercedes-Benz eine sogenannte Einzugswicklung für ein besonders starkes magnetisches Feld. Synchron heißt der Motor, weil sich der Rotor mit der Frequenz des Stator-Magnetfelds dreht. Die Frequenz wird in den Umrichtern der Leistungselektronik an die Geschwindigkeitsanforderungen des Fahrers angepasst. Zu den Vorteilen dieser Bauart gehören hohe Leistungsdichte, hoher Wirkungsgrad sowie hohe Leistungskonstanz. Die Maschine an der Hinterachse ist besonders leistungsstark durch Sechsphasigkeit: Sie besitzt zwei Wicklungen mit jeweils drei Phasen.

Kühlung: ausgeklügeltes Thermokonzept für hohe Belastbarkeit

Gleichbleibend hohe Performance und mehrfache Beschleunigungen ohne Leistungsabfall kennzeichnen die Antriebsphilosophie des EQS SUV. Dazu gehört ein ausgeklügeltes Thermokonzept mit einigen Besonderheiten. Eine sogenannte Rotorkühlung in der Welle des Rotors kühlt diesen von innen. Weitere Kühlelemente im Kühlkreislauf sind Rippen am Stator, eine nadelförmige Pin-Fin-Struktur am Inverter und ein Getriebeöl-Wärmetauscher. Dieser bringt zusätzlich mehr Effizienz bei Kaltfahrt, da er zu Fahrtbeginn zur Erwärmung des Getriebeöls beiträgt und somit die Reibung im Getriebe vermindert.

Intelligente Rekuperation: One-Pedal-Fahren bis zum Stillstand

Der EQS SUV bietet mehrere Varianten der Energierückgewinnung mittels Rekuperation. Der Fahrer kann die Verzögerung im Schubbetrieb in drei Stufen D⁺ (Segeln), D (Standard-Rekuperation), D^– (Verstärkte Rekuperation) über Schaltwippen hinter dem Lenkrad manuell wählen.

Hinzu kommt D^Auto: Der ECO Assistent bietet mit der Rekuperationsstufe D^Auto eine situationsangepasste Rekuperation – es wird so gesegelt oder verzögert, dass sich unter dem Strich eine möglichst effiziente und komfortable Fahrweise ergibt. Dem Fahrer wird dazu im Kombiinstrument sowie ggf. im Head-Up-Display angezeigt, wann es auf Grund eines vorausliegenden Events sinnvoll ist, den Fuß vom Fahrpedal zu nehmen. Bei Befolgen der Anzeige wird daraufhin beispielsweise bei einem vorausfahrenden Fahrzeug möglichst rekuperativ bis in den Stillstand verzögert. Der Fahrer braucht hierfür also nicht das Bremspedal zu betätigen – One-Pedal-Fahren pur. Hierbei können bis zu 5 m/s² Verzögerung erreicht werden, davon 3 m/s² durch Rekuperation.

4MATIC Modelle: stufenlose Verteilung der Antriebsmomente

Die Funktion Torque Shift verteilt das Drehmoment zwischen den beiden E-Maschinen der 4MATIC-Varianten stufenlos, bedarfsgerecht und wirkungsgradoptimiert. Je nach Anforderung wird die Drehmomentverteilung reguliert:

• Energieeffizienz: Bei konstanter Fahrt ermittelt ein Optimierungsverfahren die jeweils effizienteste Allradverteilung. In die Berechnung fließt ein, dass eine Permanentmagnet-Synchronmaschine unter bestimmten Bedingungen vollständig abgeschaltet werden kann, was die Grundlast reduziert.
• Rekuperationsleistung: Möglichst viel rekuperative Verzögerung ohne die Haftung der Räder zu überfordern und damit die Fahrstabilität zu gefährden, bedingt eine angepasste Drehmomentverteilung Die Rekuperationsleistung der Versionen mit Allradantrieb beträgt bis zu 290 kW^[2]. Hohe Energierückgewinnung erhöht die Reichweite.
• Traktion/Beschleunigung: Hier verteilt die Betriebsstrategie die Antriebsmomente ebenso ideal auf die beiden Achsen. Bei sportlicher Fahrweise in Kurven ermöglicht die Betriebsstrategie ein stabiles und neutrales Fahrverhalten.
• Schnee und Eis: Für möglichst viel Traktion und Fahrstabilität auch auf Schnee und Eis erkennt die Betriebsstrategie durchdrehende Räder und passt die Drehmomentverteilung entsprechend an. Da beide Maschinen unabhängig voneinander angesteuert werden, kann auch bei Traktionsverlust an einer Achse weiterhin ein Drehmoment auf der jeweils anderen Achse gestellt werden.
• Offroad: Im OFFROAD-Fahrprogramm wird die Allradverteilung für unbefestigte Straßen, Steigungen und Gelände optimiert.

Umfangreiche Erprobung: spezielle Prüfstände bei Mercedes-Benz

Auf dem Weg zur Serienreife legte der EQS SUV viele Testkilometer zurück, unter anderem im Prüf- und Technologiezentrum (PTZ) in Immendingen. Die systematische Gesamtfahrzeug-Validierung dient zur Absicherung der hohen Qualitäts-Standards und gehört zu den umfangreichen Maßnahmen im Entwicklungsprozess einer jeden Mercedes-Benz Baureihe. Stationen waren unter anderem harte Wintertests in Skandinavien, Fahrwerks- und Triebstrangtests auf Prüfgeländen, öffentlichen Straßen und auf der High‑Speed Teststrecke in Nardò sowie die integrierte Gesamtfahrzeug-Hitzeerprobung in Südeuropa und Südafrika. Auch in China, Japan, Dubai und den USA war der EQS SUV für Testfahrten unterwegs.

Dabei absolvierte er das gleiche anspruchsvolle Erprobungsprogramm wie jedes andere Fahrzeug, das einen Stern tragen darf. Zusätzlich fanden noch etliche Tests speziell für Elektroautos statt, die wichtige Entwicklungsschwerpunkte wie Reichweite, Laden und Effizienz abdecken. Besonderes Augenmerk galt dem E‑Antrieb und der Batterie.

Hinzu kamen mehrere Millionen Testkilometer auf insgesamt mehr als zwei Dutzend Prüfständen in Stuttgart‑Untertürkheim sowie am Entwicklungsstandort Nabern. Erprobt wird auf reinen eATS-Prüfständen, bei denen der Strom aus einer speziellen Gleichstromquelle, einer sogenannten Batteriesimulation, kommt, und auf eDrive-System-Prüfständen: Hier umfasst die Erprobung auch die Batterie und die kompletten Ladekomponenten des Fahrzeugs. Das Streckenprofil/Prüfstandprofil wurde gegenüber den Verbrennern modifiziert, zum Beispiel um die Momentbelastung der Getriebe in beiden Richtungen zu berücksichtigen – ein spezieller, von der hohen Rekuperationsleistung bestimmter Lastfall. Hinzu kommt die spezielle Heiß‑/Kalterprobung der Leistungselektronik.

Symbolbilder: Mercedes-Benz Group AG

^[1] 540-671 km sind die vorläufigen Reichweiten-Werte des EQS 450+ (WLTP: Stromverbrauch kombiniert: 22,9‑18,2 kWh/100 km; CO₂-Emissionen kombiniert: 0 g/km). Reichweite und Stromverbrauch wurden auf Grundlage der VO 692/2008/EG ermittelt.

² Reichweite und Stromverbrauch wurden auf Grundlage der VO 692/2008/EG ermittelt.

^[2] Dieser Wert bezieht sich auf die elektrische Leistung, die aufgrund der Rekuperation in die elektrische Batterie gespeist wird. Abweichungen sind möglich.