Mercedes F015Mercedes hatte in den letzten Jahren meidal keinen leichten Stand. Toyota brachte den wasserstoffgetriebenen Mirai auf den Markt. Hyundai war mit dem ix35 FECV sogar noch schneller und Tesla stahl den etablierten Autobauern mit seinem Elektroflitzer die Show.

Da half es auch nicht viel, dass Mercedes die Anteile von Tesla mit hohem Gewinn verkaufte. Was also tun? Weiter S-Klasse Wagen bauen und wie die Dinosaurier aussterben? Mercedes hat auf CES Las Vegas 2015 mit dem Konzeptwagen F015 ein Lebenszeichen von sich gegeben. Offenbar will man das Feld des autonomen Fahrens doch nicht kampflos Konzernen wie Google überlassen, die ebenfalls mit Hochdruck an diesem Thema forschen.

Wie auch Google erfasst Mercedes das Umfeld des Fahrzeugs permanent im 360-Grad-Radius. Stereokameras, Radar- und Ultraschallsensoren liefern die notwendigen Daten. Das Erfassen der Daten ist allerdings noch nicht ausreichend. Um autonomes Fahren auch für die Umwelt sicherer zu machen muss das Fahrzeug visuell und akustisch mit seinem Umfeld kommunizieren können. Hierfür hat der F015 jeweils ein großes LED-Displays an Front und Heck, sowie ein nach vorne gerichtetes Laser-Projektionssystem. Akustisch gehören Sounds und gezielte Sprachhinweise zum kommunikativen Repertoire.

Die Displays an Front und Heck verfügen über eine Kommunikationsmatrix aus dreidimensionalen, stabförmigen LED-Modulen sowie zwei Außenblöcken, die aus großen LED-Stäben bestehen. Über den im Heck-Display integrierten QR-Code lassen sich Informationen zum Fahrzeug abrufen. Ein schmales LED-Leuchtband oberhalb des Heck-Displays zeigt fahrspezifische Funktionen wie Bremsen, Blinken und den Fahrmodus des F 015 an. Beim Start leuchten nacheinander die LED-Blöcke in den beiden Kommunikationsdisplays auf. Ein spezieller Start-up-Sound signalisiert die Betriebsbereitschaft. Anschließend zeigt der F 015 über die Farbe seiner Lichter an, in welchem Fahrmodus er sich befindet – Blau steht für autonom, Weiß für manuell. Vorne geschieht dies über die großen äußeren LED-Blöcke im Grill, am Heck übernimmt das schmale LED-Leuchtband die Anzeige dieser Information.

Mit dem Laser-Projektionssystem kann der F 015 wichtige Informationen in einem breiten Lichtkegel auf die Straße vor ihm projizieren. Originell ist ein virtuellen Zebrastreifen, um Passanten am Straßenrand zu signalisieren, dass ein Überqueren der Straße gefahrlos möglich ist. Bremst der F 015 mit dem Ziel anzuhalten, zeigt eine entsprechende Projektion an, an welcher Position er zum Stehen kommen wird. So können sich andere Verkehrsteilnehmer darauf einrichten.

Erkennt der F 015 in seinem vorderen direkten Umfeld einen Passanten am Straßenrand, der über die Straße gehen möchte, signalisiert das Fahrzeug durch eine wellenförmige Lichtsequenz auf dem LED-Kommunikationsdisplay, dass es warten wird. Ist die Straße frei, gibt der F 015 zudem über das akustische Feedback „Please go ahead“ dem Fußgänger zu verstehen, dass er die Straße vor dem Fahrzeug überqueren kann.

Befindet sich ein Fußgänger direkt vor oder hinter dem F 015, signalisiert das Fahrzeug dies mit einem wellenförmigen Trackinglicht, das sich synchron in Gehrichtung des Fußgängers über das Display bewegt. Über dieses „Ich-habe-Dich-gesehen-Prinzip“ baut der F 015 Vertrauen zu seinem menschlichen Verkehrspartner auf – vergleichbar mit dem Blickkontakt zwischen Fahrer und Fußgänger.

Mit dem nachfolgenden Verkehr kommuniziert der F 015 aktiv über sein LED-Display am Heck. Überquert ein Fußgänger die Straße vor dem F 015 und damit außerhalb des Sichtbereichs eines folgenden Fahrzeugs, warnt der F 015 die hinter ihm befindlichen Verkehrsteilnehmer über eine rot blinkende Lichtfolge auf dem rückwärtigen Kommunikationsdisplay. Das zusätzliche Trackinglicht zeigt zudem die genaue Position des Fußgängers an. Ebenso informiert eine blinkende Lichtfolge auf dem Heck-Display den rückwärtigen Verkehr, bevor eine Tür des F 015 geöffnet wird.

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Verlangsamt sich der Verkehr vor dem F 015 Luxury in Motion, werden nachfolgende Fahrzeuge ebenfalls informiert. Auf dem hinteren LED-Element läuft dann eine Lichtsequenz von oben nach unten ab. Anschließend wird für einige Sekunden der Schriftzug „SLOW“ eingeblendet. Kommt der Verkehr vor dem Forschungsfahrzeug dagegen unerwartet ganz zum Stillstand, blinkt „STOP“ mehrfach auf.

 

Antriebstechnik

Mercedes verspricht eine Reichweite von bis zu 1.100 Kilometer. Der F 015 wurde so konzipiert, dass ein Elektroantrieb mit Brennstoffzelle integriert werden kann. Dieser basiert auf dem F-CELL PLUG-IN HYBRID des Forschungsfahrzeugs F 125 aus dem Jahr 2011. Zur Wasserstoffspeicherung werden Drucktanks aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) eingesetzt.

Wenn der Fahrer die Maximalleistung abrufen oder die Gesamtreichweite verlängern möchte, dann wird die Batterie als zusätzliche Energiequelle genutzt. Sie kann berührungslos per Induktion aufgeladen werden. Der kontaktlose Ladevorgang lässt sich dabei per Smartphone überwachen und steuern. Die Gesamtreichweite des Elektro-Hybridsystems beträgt 1.100 Kilometer, davon können rund 200 Kilometer mit der Batterie gefahren werden und ca. 900 Kilometer mit dem Strom aus der Brennstoffzelle. Der Verbrauch mit 0,6 kg Wasserstoff pro 100 km angegeben. Wenn Mercedes diesen Wert tatsächlich erreicht, dann liegt der Verbrauch des F105 ca. 40% unter dem des Toyota Mirai. Ein Liter Wasserstoff ist derzeit für 9 Euro zu haben. D.h für 100 km fallen Treibstoffkosten in der Höhe von 5,40 Euro an. Das entspricht einen Dieselfahrzeug mit einem Verbrauch von 4-5 Litern auf 100 km.

Insgesamt erreicht das elektrische Antriebssystem eine Spitzenleistung von 200 kW (272 PS), welche mit über 2 Elektormotoren mit jeweils 136 PS geliefert werden. Das maximale Drehmoment von jeweils 200 Nm steht bereits ab dem Start zur Verfügung und sorgt für kraftvolle Beschleunigung: Den Spurt von 0 auf 100 km/h absolviert der F 015 in 6,7 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit wird bei 200 km/h abgeregelt.

Der Wasserstoff für die Stromerzeugung wird wie üblich in 700-bar-Drucktanks spei­chern, die im Wagenboden integriert werden. Die Druckzylinder fassen insgesamt 5,4 Kilogramm Wasserstoff und sind aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) gefertigt. Dies entspricht exakt der Menge die im der Hyundai iDies entspricht exakt der Menge die im der Hyundai i5 FCEV derzeit speichert.

Die Batterie ist zusammen mit dem Brennstoffzellen-System im Vorderwagen installiert und verfügt über eine Kapazität von 29 kWh. Dieser Energiegehalt ermöglicht eine rein batterieelektrische Reichweite von rund 200 Kilometern und dient auch als „Boost“, um die Leistung des Antriebs – etwa beim Beschleunigen – kurzfristig zu erhöhen.

Die Karosserie kommt – wie beim Opel Monza – ohne B-Säule aus und ermöglicht ein barrierefreies betreten der Fahrerkabine. Die Ausmaße der Studie sind beeindruckend. Mit einem Radstand von über 3,6 Meter hat selbst der Maybach das Nachsehen und mit einer Länge von 5,22 Meter und einer Breite von über 2 Meter sind wir schon in den Regionen der S-Klasse. Bis der F015 als Serienfahrzeug auf den Straßen zu bewundern ist wird noch viel Zeit vergehen. 2030 könnte es laut Mercedes so weit sein.

 

Fazit:

Mercedes legt eine faszinierende Studie vor. Rechtliche Fragen bleiben aber offen. Was wenn es zu einem Unfall kommt. Trägt Mercedes die Verantwortung? Oder der Wagen bremst, projeziert einen Zebrastreifen auf die Straße und ein Kind rennt über die Straße während auf der anderen Seite die Autos nicht stehen bleiben? Zweifellos nicht eine große technische Herausforderung, sondern auch eine rechtliche Aufgabe die bewältigt werden muss.

 

Technische Daten F-CELL PLUG-IN HYBRID-Antriebssystem

Peakleistung Heckmotoren (kW/PS) je Motor rund 100/136
Drehmoment Heckmotoren (Nm) je Motor rund 200
Gesamtleistung Dauer (kW/PS) 120/163
Gesamtleistung Maximal (kW/PS) 200/272
Dauerleistung Brennstoffzelle (kW) 120
Maximalleistung Batterie (kW) 80
Batterie Kapazität (kW) 29
Beschleunigung 0-100 km/h in s 6,7*
Beschleunigung 60-120 km/h in s 6,2*
Höchstgeschwindigkeit (km/h) 200*
Wasserstoff-Verbrauch (kg/100 km) 0,60**
C02 ges. (g/km min./max.) 0
Reichweite gesamt gemäß NEFZ (km) 1.100
Inhalt H2-Druckspeicher (kg) ca. 5,4
Energieinhalt Hochvoltbatterie (kWh) 29