Ein e-CVT, ein elektronisch geregeltes stufenloses Getriebe, ist das Herzstück eines Vollhybridfahrzeugs und arbeitet trotz seines Namens grundlegend anders als ein herkömmliches riemengetriebenes CVT. Es existiert, um das zentrale Problem eines Benzin-Elektro-Hybrids zu lösen: wie sich die Leistung eines Verbrennungsmotors und eines oder mehrerer Elektromotoren zu einem einzigen Antrieb der Räder verschmelzen lässt, während jede Energiequelle unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit mit ihrer jeweils effizientesten Drehzahl arbeiten kann.
Der Mechanismus, der dies ermöglicht, ist ein Planetensatz, der als Leistungsverzweigung dient. Der Motor, ein Motor-Generator und der Abtrieb sind jeweils mit unterschiedlichen Elementen der Planetenräder verbunden, typischerweise dem Planetenträger, dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Da ein Planetensatz diese dreifache Beziehung aufweist, ist die Drehzahl jedes Elements durch die anderen beiden bestimmt. Indem die Steuerung die Drehzahl des Motor-Generators elektronisch regelt, kann das System den Verbrennungsmotor auf einer gewählten, effizienten Drehzahl halten, während sich die Räder so schnell drehen, wie es die Straße verlangt – die Übersetzung wird so faktisch verändert, ganz ohne Riemen, Scheiben oder feste Gangstufen.
Die praktische Wirkung für den Fahrer ist ein Getriebe ohne spürbare Schaltvorgänge. Unter Beschleunigung pendelt sich der Motor auf einer effizienten Drehzahl ein, und die Fahrgeschwindigkeit zieht nach, was das charakteristische Gefühl von Drehzahlen erzeugt, die nicht im Gleichschritt mit dem Tempo steigen und fallen. Elektrische Energie fließt zwischen den beiden Motor-Generatoren und der Batterie, sodass überschüssige Motorleistung gespeichert oder unmittelbar zum Antrieb genutzt werden kann, und das Fahrzeug kann bei abgeschaltetem Motor rein elektrisch anfahren und im niedrigen Geschwindigkeitsbereich fahren.
Diese Architektur ist am engsten mit Toyotas Hybrid Synergy Drive und den eng verwandten Systemen in den Modellen von Toyota und Lexus verbunden, wobei vergleichbare leistungsverzweigte Konzepte auch von anderen Herstellern übernommen wurden. Ihr großer Vorzug, über die Effizienz hinaus, ist die mechanische Einfachheit und Haltbarkeit: Ohne verschleißende Kupplungen, ohne Bremsbänder und ohne hydraulisches Schalten hat ein e-CVT bemerkenswert wenige Teile, die altern – ein wesentlicher Grund, warum solche Hybride sich den Ruf hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer erworben haben.
Einige Feinheiten lohnen das Verständnis. Das vielkritisierte Aufheulen, bei dem die Motordrehzahl von der Beschleunigung abgekoppelt wirkt, ist eine unmittelbare Folge davon, wie das System die Drehzahl konstant hält, und die Software hat dies schrittweise natürlicher abgestimmt. Die Wartung ist überschaubar und beschränkt sich weitgehend auf den regelmäßigen Wechsel des Achsgetriebeöls, auch wenn die Hochvoltkomponenten und die Batterie neben dem Getriebesatz sitzen. Konzeptionell verbindet das e-CVT mit dem gewöhnlichen CVT allein das geschmeidige, stufenlose Ergebnis; in seinem Innenleben gehört es klar zur Welt des Hybridantriebs, des Planetensatzes und des Elektromotors.
- Hybridgetriebe mit leistungsverzweigtem Planetensatz
- Verschmilzt Motor- und Elektromotorleistung elektronisch
- Keine Riemen oder festen Gänge – die Motordrehzahl setzt die Übersetzung
- Kernstück von Toyota-Vollhybriden; geschmeidig und zuverlässig