Zwei E-Maschinen, ein Benzinmotor. Das neue Hybridsystem besteht im Wesentlichen aus der Hochvoltbatterie unter der Rücksitzbank, einem 1,5 Liter großen Vierzylinder-Turbobenziner (1.5 TSI evo2) und dem daneben auf der Vorderachse integrierten Hybridmodul. Letzteres vereint in einem modular aufgebauten Gehäusekomplex unter anderem die Generator-E-Maschine, die Antriebs-E-Maschine und ein 1-Gang-Getriebe (Typ TQ250-1F). Die Generator-E-Maschine fungiert gleichzeitig als Anlasser des TSI-Motors; die Antriebs-E-Maschine ist indes parallel für die Rekuperation zuständig. Auf dem Hauptgehäuse des Hybridmoduls angeordnet ist die Leistungselektronik – die Schaltzentrale des Antriebs.
Zu den weiteren Komponenten des Fahrzeugs zählen ein Hochvolt-12-Volt-Wandler, ein elektromechanischer Bremskraftverstärker (eBKV) und ein elektrischer Klimakompressor. Letzter sorgt dafür, dass die Klimafunktionen auch bei deaktiviertem TSI funktionieren.
Mit dem Antriebsstrang verbundener TSI. Über eine hydraulisch betätigte Kupplung ist der TSI mechanisch mit dem Antriebsstrang respektive Hybridmodul verbunden. Bei geschlossener Kupplung überträgt der Turbobenziner seine Leistung direkt an die Vorderräder; die Antriebs-E-Maschine unterstützt den TSI bei Bedarf. Dieser Parallelantrieb wird zudem automatisch aktiv, sobald der Golf oder T-Roc eine Geschwindigkeit von ca. 60 km/h überschreiten oder – etwa via Kickdown – sehr dynamisch Leistung abgerufen wird.
Vom Antriebsstrang getrennter TSI. Bei geöffneter Kupplung gibt es zwei Antriebsmodi. Erstens: Wenn die unter der Rücksitzbank angeordnete Lithium-Ionen-Batterie ausreichend geladen ist, treibt die Antriebs-E-Maschine bis ca. 60 km/h allein den Wagen an. Sollte der Energiegehalt der Batterie nicht mehr ausreichen, arbeitet das System indes seriell: Der Verbrennungsmotor treibt in diesem Fall die Generator-E-Maschine an, die wiederum die Energie für die Antriebs-E-Maschine erzeugt.
Effiziente Betriebsstrategie. Welcher Betriebsmodus aktiviert wird, entscheidet die Betriebsstrategie. Diese von Volkswagen entwickelte Regelung berücksichtigt unter anderem die Geschwindigkeit, das angefordertes Radmoment, den Batterieladezustand, die Temperatur, die Emissionsanforderungen und das Einsatzprofil der Nebenverbraucher. Ziel ist es, in jeder Situation die günstigste Kombination aus Effizienz, Komfort und Fahrleistung bereitzustellen. Der Wechsel zwischen den Betriebsarten erfolgt automatisch und weitgehend unmerklich. Im seriellen Betrieb sorgt die Betriebsstrategie dafür, dass der Turbobenziner entlang einer wirkungsgradoptimierten Kennlinie arbeitet: Die Nachladeleistung wird nur so weit erhöht, wie dies den Gesamtwirkungsgrad verbessert. Oberhalb der optimalen Schwelle verzichtet das System auf zusätzliches Laden. In einer späteren Phase kann der Volkswagen diese Energie wieder für das rein elektrische Fahren einsetzen. So wechseln sich effiziente Hybridphasen und elektrische Fahranteile bedarfsgerecht ab. Entscheidend ist der Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Die Software bewertet daher nicht nur den Verbrauch des Benzinmotors, sondern auch die Energiebilanz der Generator- und der Antriebs-E-Maschine, der Leistungselektronik, der Batterie und des mechanischen Antriebsstrangs.
TSI mit 96 kW und 110 kW. Als Verbrennungsmotor kommt der 1.5 TSI evo2 zum Einsatz. Und zwar in zwei Leistungsstufen mit 96 kW (131 PS bei 3.700 U/min) und 110 kW (150 PS bei 4.300 U/min). Das maximale Drehmoment der 96-kW-Version beträgt 250 Nm und steht zwischen 1.750 und 3.600 U/min zur Verfügung. Die Systemleistung und das Systemdrehmoment des gesamten Hybridantriebs betragen in diesem Fall 100 kW (136 PS) und 288 Nm. Die 110-kW-Maschine (150 PS) entwickelt zwischen 1.750 und 4.000 U/min ihr maximales Drehmoment von 250 Nm; die Systemleistung beträgt hier 125 kW (170 PS), das Systemdrehmoment 310 Nm.
TSI mit hohem Wirkungsgrad. Den Vierzylinder-Direkteinspritzer kennzeichnet in beiden Leistungsstufen das TSI-evo-Brennverfahren und eine variable Turbinengeometrie (VTG-Lader). Beim TSI-evo-Brennverfahren ist der entscheidende Faktor im Hinblick auf die Effizienz und Leistungsentwicklung die Symbiose aus dem Miller-Cycle (frühes Schließen der Einlassventile mit einer hohen Verdichtung von 12,5:1) und der VTG-Aufladung. Dank dieses Brennverfahrens, bei dem der Kraftstoff sehr sauber verbrannt wird, arbeitet der effiziente 1.5 TSI evo2 mit einem sehr hohen Wirkungsgrad. Das senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu den weiteren technischen Parametern des TSI zählt eine neu gestaltete Einlassnockenwelle. Darüber hinaus gilt: Da der neue Hybridantrieb niedrige Last- und Drehzahlbereiche bevorzugt elektrisch abdeckt, konnte Volkswagen den Turbobenziner konsequent auf seine besonders effizienten Betriebspunkte auslegen. Ein spezieller Drehzahlregler stellt dabei die gewünschten Betriebspunkte des TSI schnell und reproduzierbar ein.
1,6-kWh-Hochvoltbatterie . Die ebenfalls neu entwickelte Hochvoltbatterie nutzt 84 prismatische Nickel-Mangan-Cobalt-Zellen (NMC) und verfügt über eine Bruttokapazität von 1,6 kWh. Die Zellchemie ist auf die besonders häufigen Lade- und Entladevorgänge im Vollhybridbetrieb abgestimmt. Ein zentrales Batteriemanagement überwacht die Zellspannungen, die Temperatur, den Ladezustand und die Leistungsfreigabe. Die Batterie ist flüssigkeitsgekühlt und für einen sehr breiten Temperaturbereich ausgelegt. Ihre hohe Leistungsdichte unterstützt das dynamische Boosten und eine schnelle Energieaufnahme via Rekuperation. Eine spezielle Betriebsstrategie sorgt dafür, dass die kompakte Batterie jederzeit in einem optimalen Arbeitsbereich gehalten wird. Dafür berücksichtigt die Steuerung sowohl die Leistungsreserve für Beschleunigung als auch den Speicherplatz für zurückgewonnene Bremsenergie. Mit steigender Geschwindigkeit wächst typischerweise das Rekuperationspotenzial, während zum Beispiel bei sehr hohen Geschwindigkeiten weniger zusätzliche Boost-Energie vorgehalten werden muss. Der zulässige Ladezustandsbereich wird deshalb laufend an die Fahrsituation angepasst.
Drei Fahrprofile. Der Fahrer kann an Bord des neuen Golf Hybrid und T-Roc Hybrid zwischen drei Fahrprofilen wählen: „Eco“, „Comfort“ und „Sport“. Im Fahrprofil „Eco“ wird die maximale Systemleistung auf 70 Prozent begrenzt und die Boost-Funktion deaktiviert, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Das Profil „Comfort“ verzichtet auf die Begrenzung der Systemleistung und erlaubt das Boosten. Im Fahrprofil „Sport“ wird die sportliche Ausprägung dadurch erreicht, dass der Antrieb früher in den seriellen Betrieb wechselt und damit schnell die volle Leistung zur Verfügung steht. So deckt der neue Hybridantrieb ein breites Spektrum ab: vom leisen elektrischen Fahren über die effiziente Langstrecke bis zum dynamischen Überholmanöver.