Elektrischer Overdrive im neuen Mercedes CLA

Elektroautos benötigen kein mehrgängiges Getriebe. Der Verzicht auf diese Komponente ermöglicht ein geringeres Gewicht, senkt die Kosten und mindert den Verschleiß. Der neue Mercedes CLA fährt trotzdem mit einem automatischen Zweiganggetriebe. Aber warum?

Die Zweigang-Antriebslösung ist bisher selten: Die meisten neuen E-Autos haben ein Eingang-Reduktionsgetriebe. Das reicht meist vollkommen aus, weil Elektromotoren auch hohe Drehzahlen von 10.000 und mehr Umdrehungen pro Minute verkraften. Verbrennungsmotoren dagegen stoßen hier an physikalische Grenzen. Außerdem liefern E-Maschinen konstruktionsbedingt schon beim Anfahren ein hohes Drehmoment, sodass das "Herunterschalten" nicht notwendig ist.

Beim neuen CLA geht es Mercedes darum, höchstmögliche Beschleunigung mit maximaler Effizienz zu kombinieren. "Sprinter und Marathonläufer in einem" nennt der Hersteller das. Die neue Motor- und Getriebeeinheit, bei Mercedes heißt sie "Electric Drive Unit" (EDU), geht auf das Experimentalfahrzeug Vision EQXX zurück, das 2022 vorgestellt wurde.

Im Vision EQXX wurde der erste Gang gesperrt und nur der zweite genutzt, um eine maximale Effizienz zu erreichen. Das kann man als gelungen bezeichnen: Der EQXX schaffte bei Versuchsfahrten einen Verbrauch zwischen 7,4 und 8,7 kWh auf 100 km. "Aber wir brauchten für ein Serienfahrzeug etwas mehr Dynamik", so Mercedes-Sprecher René Olma gegenüber AUTO BILD.

Das übernimmt die erste Schaltstufe, um Agilität zu erreichen. Der 2. Gang dient im Serien-CLA nun dazu, seinen Strom-Appetit bei hohen Geschwindigkeiten zu zügeln und damit die Reichweite zu erhöhen. Der Antrieb hat mit 93 Prozent einen beachtlich hohen Wirkungsgrad.

Die zweite Schaltstufe ist vorwiegend für Autobahntempo mit hohen Reichweiten vorgesehen. Ein Autobahn-Gang also, wie es ihn als "Overdrive" bei Verbrennern erstmals in den 1950er-Jahren gab, als in den wachsenden Autobahnnetzen der Welt höhere End- und Dauergeschwindigkeiten möglich wurden.

Der erste Gang im CLA ist mit einem Verhältnis von 11:1 relativ kurz übersetzt, um beim Anfahren eine möglichst hohe Beschleunigung bei optimaler Dynamik zu erreichen. Das belegen die Leistungsdaten: In sportlichen 6,7 Sekunden beschleunigt der CLA 250+ aus dem Stand auf 100 km/h. Außerdem ermöglicht der ungehinderte Kraftfluss eine Anhängelast von bis zu 1,8 Tonnen.

Während die Primärübersetzung mit einer Klauenkupplung fest am Motor ansetzt, ist der zweite Gang im Motor-Getriebegehäuse über eine Lamellenkupplung angeschlossen. Der elektrische Overdrive wird zwischen 60 und 110 km/h eingelegt – von diesem Schaltvorgang ist kaum etwas zu spüren, stellte AUTO BILD-Tester Jonas Uhlig in einem ersten Fahrbericht fest. Er nahm allenfalls eine geringe Zugkraftunterbrechung wahr. Mercedes zufolge dauert dieser Schaltmoment weniger als 0,2 Sekunden.

Dank der Übersetzung von 5:1 im zweiten Gang wird das Verhältnis zwischen eingehendem und ausgehendem Drehmoment bei Autobahntempo mehr als halbiert. So soll ein sehr niedriger Durchschnittsverbrauch von 12,2 kWh (nach Angaben des Herstellers) bei einem Fahrzeuggewicht von 2,5 Tonnen möglich sein.

Der Zeitpunkt des Herauf- und Herunterschaltens wird vom Elektroauto-Zentralrechner CDCC (Central Drive Control Computer) übernommen. Das übernimmt softwareseitig der sogenannte "Online Optimierer". Bei der Wahl des Schaltmoments spielen nicht nur das Tempo und der Grad der Beschleunigung bzw. Verzögerung eine Rolle, sondern auch der Energievorrat im Akku (SoC) sowie das gewählte Fahrprogramm.

Der Motor ist eine Eigenentwicklung von Mercedes. Laut Hersteller hat er eine um rund 50 Prozent höhere Leistungsdichte als bisher verwendete Aggregate. "Die gesamte Antriebseinheit wiegt 109 Kilogramm", sagt René Olma.

Die Baugruppe ist skalierbar. Es können also auch Aggregate ober- und unterhalb der aktuellen 200 kW Leistungsabgabe gebaut werden. Olma: "Wir werden sie auch in anderen Fahrzeugen wiederfinden." Mercedes mit Zweiganggetriebe werde zur Normalität werden.

Ein Zweiganggetriebe haben auch der Porsche Taycan sowie sein Schwestermodell Audi e-tron GT, die jeweils 2019 auf den Markt kamen. Ähnlich wie bei Mercedes bringt das Zweiganggetriebe auch hier zwei Anforderungen unter einen Hut – allerdings mit noch sportlicherem Anspruch als beim CLA. Der erste Gang ist sehr direkt übersetzt und ermöglicht beim Taycan Turbo S eine extreme Beschleunigung: Von von 0 auf 100 km/h geht es in 2,8 Sekunden.

Der zweite Gang befähigt den Porsche Taycan bzw. Audi e-tron GT, materialschonend und mit vergleichsweise vertretbarem Energieaufwand bis zu 260 km/h schnell zu fahren. Dieses Konzept geht auf: Laut Hersteller erreicht der Taycan bei Autobahntempo einen Durchschnittsverbrauch von nur 18,6 kWh auf 100 km (gemessen nach WLTP).

Im Power-SUV Lotus Eletre kommt in der besonders starken "R"-Version (bis zu 918 PS) ebenfalls ein Zweiganggetriebe zum Einsatz. Und der US-Autobauer Lucid meldete Ende 2024 ein Zweiganggetriebe zum Patent an. Lucid will mit dieser Konstruktion den schon niedrigen Durchschnittsverbrauch des Lucid Air von rund 15 kWh/100 km auf etwa 10 kWh/100 km drücken.