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Der Antrieb von Fiat 500 Hybrid und Fiat Panda Hybrid ist identisch aufgebaut. Als Verbrenner kommt ein Dreizylinder-Saugbenziner zum Einsatz, der aus einem Liter Hubraum 51 kW (70 PS) generiert. Er ist kombiniert mit einem Riemen-Starter-Generator (RSG), der über ein Riemensystem mit der Kurbelwelle verbunden ist und je nach Situation entweder den Verbrennermotor unterstützt oder als Stromerzeuger arbeitet.

Beim Rollen mit eingelegtem Gang erzeugt der RSG durch Rekuperation elektrische Energie, mit der die herkömmliche 12-Volt-Bordbatterie sowie eine zusätzliche Lithium-Ionen-Batterie (12 Volt, 11 Ah) aufgeladen werden. Sie ist beim Fiat 500 Hybrid unter dem Fahrersitz, beim Fiat Panda Hybrid hinter der Rücksitzbank montiert. Wird zusätzlich das Bremspedal betätigt, wird die Leistungsaufnahme des Riemen-Starter-Generators erhöht, er unterstützt damit für den Fahrer unmerklich die mechanische Bremse. Auch dabei wird Energie rekuperiert.

Beim Anfahren aus dem Stand und beim Beschleunigen unterstützt der Riemen-Starter-Generator den Benziner mit zusätzlicher Leistung und Drehmoment. Die dazu nötige Energie zieht das System aus der Lithium-Ionen-Batterie. Über den Energiefluss zwischen Riemen-Starter-Generator und Akku informiert beim Fiat 500 Hybrid eine Animation im zentralen Kombiinstrument. Eine zweite Grafik stellt das Verhältnis zwischen Laden und Leistungsentnahme dar.

Die Mild-Hybrid-Technologie reduziert den Kraftstoffverbrauch und damit die Emissionen ohne die Notwendigkeit des Aufladens aus externen Stromquellen. Der Normverbrauch beträgt bei Fiat 500 Hybrid und Fiat Panda Hybrid lediglich 4,1 Liter pro 100 Kilometer, entsprechend einem CO2-Ausstoß von lediglich 93 Gramm pro Kilometer. Beide Mild-Hybrid-Modelle erfüllen die Emissionsklasse Euro 6d. Der Riemen-Starter-Generator hat den zusätzlichen Vorteil, beim Motorstart bei stehendem Fahrzeug schneller und deutlich vibrationsärmer zu arbeiten als ein konventioneller Anlasser.
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