Kurz Haube, flaches Dach, vier Türen, kurzer Kofferraumdeckel: Fertig ist die Limousine. Zumindest optisch. Interessant wird es, wenn es um die Technik unter dem Blech geht. Und da wird es bald mit zwei neuen elektrischen Modellen spannend. Neben dem Platzhirsch Tesla Model 3 kommen der neu entwickelte Mercedes-Benz CLA und die Neue Klasse von BMW auf den Markt, die allerdings zuerst als SUV iX3. Der i3 als Limousine folgt wenig später. Sie alle buhlen um Elektro-Autofahrer, denen Design und Effizienz besonders wichtig ist.

Genaue Daten zu Karosserie, Gewicht und Fahrleistung haben weder Mercedes-Benz noch BMW bisher bekannt gegeben. Aber die Messlatte von Tesla liegt hoch: Das Modell misst 4,72 Meter in der Länge und 1,44 in der Höhe. Nur 1.747 Kilogramm wiegt die Version „maximale Reichweite RWD“. Den Verbrauch gibt Tesla nach WLTP mit 13,6 kW/h auf 100 Kilometer an, beim Modell 3 mit Hinterradantrieb mit 13,2 kWh.

Und da wird es spannend: Denn BMW und Mercedes-Benz wollen einen durchschnittlichen Verbrauch von rund 12 kW/h auf 100 Kilometer erzielen. Neben einer windschlüpfrigen Karosserie setzen beide dafür auf einen besonders effizienten Antrieb, BMW dazu auf eine neue digitale Architektur und Mercedes auf ein Zweigang-Getriebe.

Der Antrieb

BMW wird für die Neue Klasse zwei unterschiedliche Motoren anbieten: SSM und ASM. Bei der stromerregten Synchronmaschine (SSM) wird das Magnetfeld des Rotors durch eine mit Gleichstrom erregte Wicklung erzeugt – ideal für einen sehr guten Wirkungsgrad, viel Power und konstante Leistung. Der SSM liegt über der Hinterachse im kompakten Antrieb mit Leistungselektronik und Getriebe. Bei der Asynchronmaschine (ASM) erhält das Magnetfeld die Energie per Induktion durch den Stator, der Rotor besteht aus einem metallischen Käfig. Das ermöglicht eine kompakte und günstige Bauweise, ideal als Zusatzantrieb auf der Vorderachse. Genaue Leistungsangaben fehlen bisher, aber die Systemleistung wird zwischen 200 kW und bei vier Motoren bis zu 1.000 kW bei den M-Modellen liegen können.

Mercedes-Benz setzt auf den neuen Motor eATS2.0, der auf der Hinterachse seinen Platz findet. Die permanenterregte Synchronmaschine (PSM) mit Dauermagneten leistet im Peak (vorerst) 200 kW/272 PS. Die Mehrleistung im kompakten Triebwerk erreicht eine effiziente Hairpin-Wicklung im Stator und V-Anordnung der Dauermagnete im Rotor. Für den Allradantrieb kommt eine zweite PSM-E-Maschine mit 80 kW/109 PS an die Vorderachse, eher als Booster, Anfahrtshilfe oder Helfer in kritischen Schlupf-Situationen gedacht. Innerhalb von 0,2 Sekunden reagiert das Kupplungssystem zum vorderen E-Motor. Ob es weitere Leistungsklassen der PSM-Antriebe gibt, hat Mercedes noch nicht verraten, aber es ist davon auszugehen.

Mercedes und BMW mit Zweigang-Getriebe

Tesla setzt beim Model 3 auf einen PSM mit einer Systemleistung zwischen 208 kW/283 PS und 338 kW/460 PS. Bei den Allradversionen Max Reichweite AWD und Performance unterstützt eine Drehstrom-Asynchronmaschine mit 121 kW/165 PS an der Vorderachse den Vortrieb.

Einen großen Unterschied zu Tesla und BMW leistet sich Mercedes beim Getriebe. In der neuen Generation des CLA (und seinen späteren Derivaten) wird ein Zweigang-Getriebe arbeiten. Das schaltet ab etwa 70-80 km/h in einen höheren Gang und senkt damit die Drehzahl, ab 110 km/h liegt immer der zweite Gang ein.

Die Ladeleistung

Das Entwicklungsalter des Tesla Modell 3 lässt sich an der Ladeleistung erkennen. Die Standardversion lädt mit maximal 170 kW, die anderen drei Versionen mit maximal 250 kW. BMW und Mercedes-Benz ziehen künftig schneller Energie. Dank 800-Volt-Technologie sollen beide über 250 kW laden können, Mercedes gibt 320 kW im Peak an. Damit wird der Akku deutlich schneller geladen als beim Tesla.

Bei Mercedes sollen beim NMC-Akku zehn Minuten Schnellladen für 300 Kilometer reichen. Mit dem großen Akku und dem effizienten Antrieb sprechen die Schwaben von über 750 Kilometer Reichweite beim Hecktriebler. BMW zielt ebenfalls beim Schnellladen auf 300 Kilometer Reichweite in zehn Minuten und eine maximale Reichweite von über 750 Kilometer ab. Auch bidirektionales Laden wird möglich sein. Da kommt Tesla nicht mit: Beim Model 3 sind maximal 702 Kilometer pro Akkuladung möglich. In 15 Minuten kann ein Tesla für maximal 282 Kilometer geladen werden.

Der Stromspeicher

Bei der sechsten Generation der Akku-Technologie setzt BMW auf Rundzellen mit einer 20 Prozent höheren Energiedichte und einer um 30 Prozent höheren Ladegeschwindigkeit – um eine um 30 Prozent größere Reichweite zu erzielen. Da die Zellen auf Module und innenliegenden Streben verzichtet, baut der Akku flacher als bisher und kann als Strukturbauteil in die Karosserie integriert werden – was Gewicht spart. Außerdem können die Anzahl der Zellreihen frei skaliert werden. Bisher verwendete BMW prismatische Zellen.

BMW plant mit zwei unterschiedlichen Zellgrößen: 4695er mit einen Zellvolumen von 158 mm3 für die Limousine i3 und 46120 mit einem Zellvolumen von 199 mm3 für das SUV iX3. Zum Vergleich: Tesla setzt auf 4680er-Zellen mit einem Zellvolumen von 133 mm3. Damit bietet die Zelle des iX3 50 rund Prozent mehr Speicherkapazität als die Tesla-Zelle.

Alles ist auf Effizienz getrimmt

Im Inverter sorgt bei BMW eine Siliziumkarbid-Halbleitertechnologie (SiC) für mehr Effizienz. Durch diesen Dreiklang aus 40 Prozent weniger Energieverlust, 20 Prozent besserer Kosteneffizienz und 10 Prozent weniger Gewicht ergibt sich eine deutlich höhere Reichweite. Wahrscheinlich wird es den BMW iX3 und den i3 mit drei Akkugrößen geben, die 75, 90 und 105 kWh Strom speichern können. Das reicht in der Topversion für über 750 Kilometer.

Auch Mercedes setzt künftig auf SiC-Halbleiter in der Elektronik. Beim CLA setzt Mercedes weiter auf 192 prismatische Zellen. Dafür variieren die Stuttgarter aber je nach Modell die Größe der Zelle und die Zellchemie. Die Basisversion setzt auf günstige Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Zellen mit 58 kWh netto, die höherwertigen Versionen erhalten Nickel-Mangan-Cobalt (NMC)-Zellen mit einer Silizium-haltigen Anode und 85 kWh netto. Beide Akku-Packs sind gleich groß. Die Energiedichte liegt bei den LFP-Akkus bei 450 Wh/l und bei den NMC-Akkus bei 680 Wh/l – 30 Prozent mehr als bisher.

Beim seit 2017 gebauten Tesla Model 3 die Energiedichte bei 230-250 Wh/kg. Künftig soll sie deutlich steigern, Experten schätzen die Energiedichte der NMC-Akkus auf bis zu 400 Wh/kg. Auch Tesla setzt zwei Akku-Varianten ein. Die in China produzierten Autos setzen auf LFP-Akkus in den Varianten Standard Range und Standard Range Plus. NMC-Akkus kommen bei Long Rage und Performance zum Einsatz. Mit dem 60-kWh-Standardakku sind bis zu 513 Kilometer möglich, bei dem größeren 79-kWh-Akku bis zu 702 Kilometer.

Die Steuergeräte

Maßgeblich für die große Effizienz von Tesla ist neben dem E-Motor die gute Vernetzung der Bordsysteme. Tesla bündelt alle Fahrdaten auf einem Steuergerät, setzt darüber hinaus nur auf wenige zusätzliche Steuergeräte – im Gegensatz zu klassischen Autoherstellern. BMW setzt den Vorteil dieser Architektur bei der Neuen Klasse erstmals ein. Statt 50 bis 60 Steuergeräten werden künftig nur noch fünf sogenannte „Superbrains“ die Daten verarbeiten und übertragen. Das Superbrain „Heart of joy“ verarbeitet dabei alle Fahr- und Assistenzdaten, bringt quasi die Infos von E-Motor, Akku und Bremse zusammen. Und das bis 1000-mal in der Sekunde und damit zehnmal schneller als bisherige Systeme. Damit kann das System beispielsweise bis zum ABS-Regelbereich rekuperieren und noch mehr Energie aus dem Bremsen gewinnen. Rund 98 Prozent aller Bremsmanöver soll künftig der E-Motor als Rekuperationsbremse übernehmen. Das reduziert den Verbrauch und steigert die Reichweite.

Die Varianten

Tesla bietet das Modell 3 mit verschiedenen Akku- und Motor-Varianten an, darunter das Reichweiten-Modell und das Model 3 Performance. Neben reinem Hinterradantrieb gibt es den Tesla auch mit Allrad. Die Preise beginnen, je nach Mondphase, bei 39.990 Euro.

BMW und Mercedes-Benz haben noch keine genauen Daten bekannt geben, auch keine Preise. Unter 45.000 Euro wird sich aber nichts bewegen. Bei Mercedes ist schon bekannt, dass auf den CLA (MMA-Plattform) drei weitere Modelle folgen werden. Auf die Neue Klasse folgt nach dem SUV iX3 die Limousine i3, weitere Ableger werden erwartet.

Und es wird zumindest beim CLA auch Hybridvarianten geben: So ganz konsequent Elektro denken die Schwaben bei der derzeit wirtschaftlichen Lage dann doch nicht. Tesla geht weiter seinen elektrischen Weg konsequent.