Noch einen Schritt weiter geht Daimler-Benz mit dem Niederflur-Überland-Hybridbus O 405 NÜH. Anders als der O 405 GNDE kann der Überlandbus den Dieselmotor ausschalten und im Ortskern emissionsfrei im reinen Batteriebetrieb weiterfahren. Zu diesem Zweck testet der Hersteller erstmals die neuartigen Natrium-Nickelchlorid-Batterien, auch Zebra-Batterien genannt, die von der Daimler-Benz-Tochter AEG in Ulm entwickelt worden waren. Sie fallen erheblich leichter aus als die früheren Bleibatterien: 800 Kilogramm wiegt ein Paket à vier Batterien, die auf dem Dach des Fahrzeugs angebracht sind und bei einer Betriebstemperatur von 300 Grad arbeiten.

Radnabenmotoren kennzeichneten den Niederflur-Überland-Hybridbusses O 405 NÜH aus dem Jahr 1996. Von Dieselmotor und Generator wurden die Fahrmotoren betrieben und die Batterie aufgeladen.

Vier Fahrzeuge dieses Typs gehen bereits im September 1996 zwischen Oberstorf, Sonthofen und Kempten in Betrieb, gefördert vom Bayrischen Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltschutz. Theoretisch könnten die Niederflurbusse etwa 30 bis 40 Kilometer im reinen Batteriebetrieb absolvieren. Dies ist jedoch nicht der Sinn der Versuchsanordnung, denn in diesem Fall würde der Bus anschließend eine längere Standzeit zur Aufladung der Batterien benötigen. Vielmehr beträgt die Entfernung, die der Bus in den Zentren der Kurorte emissionsfrei durchfährt, nur etwa zehn Kilometer. Ziel des Probebetriebs ist es, durch ein intelligentes Energiemanagement die Kraft des Dieselmotors optimal zu nutzen und damit gleichzeitig den Verbrauch zu senken und die Umwelt zu entlasten.

Für den Zweiachser genügt die 250-PS-Version des OM 447 hLA. Der Turbodiesel treibt einen Generator an, der zunächst Wechselstrom erzeugt. Dieser muss zunächst zum Zwecke der Steuerung gleichgerichtet werden. Daraufhin verwandelt ein Puls-Wechselrichter den Gleichstrom wieder in Drehstrom, der die zwei Asynchron-Radnabenmotoren antreibt. Dank des hohen Feldschwächungsanteils der Elektromotoren entfällt andererseits ein Getriebe: Im Bereich zwischen 0 und 85 km/h arbeitet der dieselelektrische Antrieb stufenlos. Auf den bergigen Strecken des Allgäus macht sich zudem das gleichmäßig hohe Drehmoment der Asynchronmotoren positiv bemerkbar, das eine Anfahrsteigfähigkeit von 18 Prozent gewährleistet.

Die Aufladung der Zebra-Batterien erfolgt während der Fahrt durch die überschüssige Energie aus dem Generator, aber auch durch Rückspeisung der Bremsenergie, denn im Normalfall wirken die Radnabenmotoren auch als Betriebsbremse und damit umgekehrt selbst wie ein Generator. Nur für den Fall einer Notbremsung ist der Bus an der Vorderachse mit Trommelbremsen und an der Hinterachse mit Scheibenbremsen ausgestattet. Um die Bremsenergie in den Batterien speichern zu können, muss allerdings der Drehstrom zuerst wieder in Gleichstrom verwandelt werden.

Idealerweise sollen die Batterien nie ganz leer, aber auch nie ganz voll sein, da sonst die Energie ungenutzt bliebe und in Form von Wärme an die Umwelt abgegeben werden müsste. Die verschiedenen Komponenten aufeinander und auf die jeweiligen Streckenbedingungen abzustimmen, erfordert aber eine komplexe, ebenfalls von ZF entwickelte Regelelektronik, wie sie erst neuere Fortschritte in der Halbleitertechnik möglich gemacht hatten. Denn die optimale Umweltbilanz ist erst erreicht, wenn der Einsatz des Dieselmotors mit seinen relativ höheren Emissionen auf das Nötigste beschränkt bleibt: Das Ziel der Praxiserprobung besteht auch darin, vom konkreten Streckenprofil des Linieneinsatzes ausgehend einen Gleichgewichtszustand einzujustieren, in dem die Batterien sich im Laufe eines Tages genau so weit entleeren, wie sie sich in der Nacht aus dem Stromnetz wieder aufladen.

Im praktischen Versuch können die Radnabenmotoren allerdings noch nicht ganz überzeugen: Der Züricher Bus kommt nach eineinhalbjährigem Probebetrieb von Oktober 1997 bis März 1999 zunächst wieder zurück nach Stuttgart und anschließend zur weiteren Untersuchung nach Friedrichshafen. Die 17 Stuttgarter Fahrzeuge bleiben nach anfänglichen Schwierigkeiten immerhin noch bis 2002 im Einsatz. Einer der Überlandbusse O 405 NÜH wechselt 2003 zur weiteren Erprobung in den Besitz der Berliner Verkehrsgesellschaft.