Mercedes-Benz-klanten krijgen in de toekomst de mogelijkheid om te kiezen tussen twee innovatieve aandrijflijnen in de aankomende voertuigarchitectuur. De aanstaande CLA wordt aangeboden als een zeer efficiënt elektrisch voertuig en als een zuinige hybride.
Mercedes-Benz heeft met het VISION EQXX-technologieplatform nieuwe normen voor efficiëntie gesteld. Nu verwerkt het bedrijf inzichten uit dit project in zijn serieproductievoertuigen. De nieuwe volledig elektrische CLA, het eerste model dat is gebaseerd op de Mercedes-Benz Modular Architecture (MMA), loopt voorop.
De kern van deze veelzijdige en flexibele voertuigarchitectuur is het skateboardchassis: een vloerconstructie die primair is ontworpen voor elektrische auto's, inclusief de bijbehorende aandrijf- en chassiscomponenten. Hoewel de kernarchitectuur consistent blijft, zal het carrosserieontwerp variëren. Voor de VS plant Mercedes-Benz een familie van in totaal drie modellen in het nieuw gedefinieerde instapsegment, inclusief de CLA als vierdeurs sedan en twee SUV's.
Mercedes-Benz zal intelligente modulariteit blijven benutten met een schaalbaar skateboardontwerp voor toekomstige modelfamilies in andere segmenten. Met zijn focus op zowel elektrisch rijden als voertuigsoftware heeft het bedrijf zijn ontwikkelingsinspanningen op deze gebieden enorm vergroot. Dit omvat de recente opening van de eCampus in Stuttgart-Untertürkheim, een competentiecentrum dat zich toelegt op de ontwikkeling van cellen en batterijen voor de toekomstige elektrische voertuigen van het merk. Het doel is om innovatieve chemische combinaties te ontwikkelen en productieprocessen te optimaliseren voor hoogwaardige cellen met Mercedes-Benz DNA, waardoor de batterijkosten in de komende jaren met meer dan 30% worden verlaagd.
Delen van de ontwikkeling en het testen van de nieuwe MMA-modellen hebben plaatsgevonden in de Electric Software Hub (ESH). Deze faciliteit in het Mercedes-Benz Technology Centre (MTC) in Sindelfingen brengt talloze software-, hardware-, systeemintegratie- en testfuncties samen onder één dak. Het gehele elektrische/elektronische integratieproces van voertuigontwikkeling wordt weerspiegeld in de ESH, waardoor alle nieuwe hardware- en softwarecomponenten soepel samenwerken.
Het eerste MMA-model. Met zijn uitstekende energie-efficiëntie markeert de uiterst flexibele MMA-architectuur de volgende stap van Mercedes-Benz naar een volledig elektrische toekomst. De Electric Drive Unit (EDU 2.0) is de eerste van een nieuwe generatie elektrische aandrijfeenheden van Mercedes-Benz, ontworpen als een zeer geïntegreerd modulair systeem.
Met de hoofdaandrijving op de achteras voor optimale tractie en handling introduceert Mercedes‑Benz nu een aandrijfconfiguratie die traditioneel wordt gezien in de middenklasse en luxe klasse voertuigen in het instapsegment. De 200-kW elektrische aandrijfeenheid, met een permanent bekrachtigde synchrone machine (PSM) op de achteras, is volledig in eigen huis ontwikkeld door Mercedes-Benz ingenieurs.
De rotormagneten zijn in een dubbele V-vorm gerangschikt. Een ander kenmerk is de wikkeling van de stator met uitgerekte spoelen. Samen dragen deze maatregelen bij aan een opmerkelijk stille rijervaring. De PSM gebruikt ook aanzienlijk minder zeldzame aardmaterialen dan eerdere motorgeneraties, waardoor het aandeel zware zeldzame aarden tot bijna nul procent is teruggebracht. Hoogwaardige vermogenselektronica beschikt over een siliciumcarbide-omvormer voor bijzonder efficiënt energieverbruik.
De architectuur omvat ook een versnellingsbak met twee versnellingen op de achteras, die een mix van dynamiek en efficiëntie biedt. De eerste versnelling, met een korte verhouding van 11:1, biedt uitstekende acceleratie vanaf het begin en uitstekende efficiëntie bij rijden in de stad. De tweede versnelling (overbrengingsverhouding: 5:1) is geoptimaliseerd voor vermogensafgifte bij hoge snelheden en voor hoge efficiëntie op de snelweg, waardoor een topsnelheid tot 210 km/u (130 mph) mogelijk is.
De schakelpunten zijn afhankelijk van de rijsituatie en het geselecteerde rijprogramma. De online optimizer past ze voortdurend aan op actuele parameters zoals batterij-SoC, prestaties en bestuurdersvereisten. Tractie wordt bereikt via klauwen (1st versnelling) of schijven (2nd
versnelling). De transmissie heeft een speciale thermische isolatie.
De 4MATIC-modellen zijn uitgerust met een 80-kW elektromotor op de vooras. Om de efficiëntie te maximaliseren, is deze motor ook voorzien van een next-generation omvormer met siliciumcarbide (SiC) en is ontworpen als een permanent synchrone machine (PSM). De voorste elektromotor fungeert als een boost-aandrijving die alleen inschakelt wanneer het bijbehorende vermogen of de bijbehorende tractie nodig is. Deze taak wordt uitgevoerd door de disconnect unit (DCU), die Mercedes-Benz nu voor het eerst in de compacte klasse gebruikt. Voor verdere efficiëntie kan de DCU de elektromotor op de vooras razendsnel ontkoppelen wanneer de vraag laag is, zodat de elektromotor en onderdelen van de transmissie stilstaan. Dit vermindert de voorasverliezen met 90% en vergroot de actieradius. In het geval van de Concept CLA-klasse zou dit overeenkomen met een actieradius van meer dan 750 kilometer (466 mijl) (WLTP), met een energieverbruik van 12 kWh/100 km (5.2 mi/kWh).
Dit uiterst efficiënte systeem maakt ook een voorste kofferbak (frunk) mogelijk, terwijl het een hoog niveau van botsveiligheid garandeert via een vooraf bepaald buigpunt op het frame. De EDU is verbonden met de carrosserie via twee elastomeerlagerniveaus en een extra ondersteuningsframe. Deze uitgebreide dubbele structuurgeluidsontkoppeling resulteert onder andere in uitstekend NVH-gedrag (noise, vibration and harshness).
Hoogwaardige vermogenselektronica is uitgerust met een siliciumcarbide (SiC)-omvormer voor een bijzonder efficiënt energiegebruik. Zowel transmissiebesturing als omvormer zijn in één component geïntegreerd. De aandrijfeenheid wordt gebouwd in Untertürkheim, waar Mercedes‑Benz in de loop der jaren veel innovatieve aandrijfsystemen heeft ontwikkeld.
De EDU 2.0 biedt een balans tussen maximaal koppel, topsnelheid en voorbeeldige efficiëntie, vooral in realistische rijomstandigheden. Het hoge koppel zorgt voor dynamische rijprestaties, of u nu bergpassen aanpakt of een aanhanger trekt. Een ander voordeel is het buitengewoon compacte ontwerp van de EDU 2.0, wat de binnenafmetingen en het volume van de achterbak ten goede komt.
Mercedes-Benz introduceert voor het eerst een 800-volt elektrische architectuur, die zowel de efficiëntie als de prestaties maximaliseert. In combinatie met de nieuwe batterijgeneratie kan dit systeem de laadtijd aanzienlijk verkorten. In slechts 10 minuten kan de Concept CLA Class een bereik van maximaal 300 kilometer (186 mijl) bereiken via DC-snelladen. Met een focus op tijdsefficiëntie heeft de CLA andere bijna-productie elektrische voertuigen al overtroffen in een recordpoging: in een 24-uurs testrit in Nardò in Zuid-Italië legde een pre-seriemodel precies 3,717 kilometer (2,309 mijl) af in 24 uur. De transmissie met twee versnellingen op de hoofdaandrijving op de achteras draagt niet alleen bij aan de efficiëntie, maar maakt ook extreem dynamische rijprestaties mogelijk.
De cellen van de premiumbatterij met een bruikbare energie-inhoud van in totaal 85 kWh hebben anodes waarin siliciumoxide aan het grafiet is toegevoegd. Vergeleken met de voorgangerbatterij met conventionele grafiet-anodes is de gravimetrische energiedichtheid tot 20% hoger. Op celniveau is de volumetrische energiedichtheid van de celchemie 680 Wh/l (wattuur / liter). Het grondstoffengebruik is verder geoptimaliseerd en verminderd om de duurzaamheid te verbeteren, met name met een aanzienlijke vermindering van het aandeel kobalt.
Hybride versie. De nieuwe modelfamilie zal ook beschikbaar zijn als hybride met 48-volt-technologie en een in de transmissie geïntegreerde elektromotor met 20 kW aandrijfvermogen. De uiterst efficiënte aandrijflijn is ontwikkeld door Mercedes-Benz-ingenieurs in Duitsland.
De indrukwekkende compactheid van het motor- en versnellingsbakontwerp kan worden toegeschreven aan de nabijheid van de cilinders en de zij-aan-zij-opstelling van de geïntegreerde elektromotor. De motor, omvormer en transmissie vormen samen een zeer geïntegreerde eenheid. Een nieuw ontwikkelde 48-voltbatterij met lithium-iontechnologie biedt een energie-inhoud van maximaal 1.3 kWh. Het ontwerp is uitzonderlijk compact en integreert de batterijcellen en de DC/DC-omvormer in wat bekend staat als een flatpack.
De elektromotor biedt intelligente ondersteuning in het lage toerentalbereik. De constante snelheidsprofielen worden elektrisch afgedekt, wat betekent dat deze bedrijfsmodus inefficiënte werking elimineert. Recuperatie en de mogelijkheid om puur elektrisch te rijden bij stedelijke snelheden verbeteren de efficiëntie van de aandrijflijn. Bovendien is elektrisch uitrollen mogelijk bij snelheden tot ongeveer 100 km/u (62 mph). Een bijzonderheid: de motor kan in alle acht versnellingen recupereren en tot 25 kW aan energie terugwinnen.
Door de additieve koppelkarakteristieken van de verbrandingsmotor en elektromotor wordt het maximale koppel over een breed toerentalbereik bereikt. Bovendien kan de verbrandingsmotor volledig via de elektromotor en de scheidingskoppeling worden gestart, waardoor een conventionele rondselstarter overbodig is. De start-stopfunctie maakt het starten van de motor bijna onmerkbaar voor de bestuurder.
De elektromotor en omvormer zijn geïntegreerd in een nieuwe, zeer compacte achttraps transmissie met dubbele koppeling (8F-eDCT). Deze ontwikkeling staat bekend als eDCT omdat de elektromotor in de transmissie is geïntegreerd en het mechanische systeem elektrohydraulisch wordt aangestuurd. Een elektromotor bedient beide dubbele koppelingslijnen. Het vermogen wordt in- en uitgeschakeld met behulp van twee aandrijfkoppelingen en een scheidingskoppeling. De verhoudingen van de acht schakelniveaus zijn breed gespreid, waardoor de werkpunten van de motor kunnen worden geoptimaliseerd voor een betere efficiëntie.
De verbrandingsmotor is een nieuw ontwikkelde Mercedes-Benz viercilinder benzinemotor met een cilinderinhoud van 1.5 liter. De eenheid met de typeaanduiding M 252 behoort tot de FAME (Family of Modular Engines) familie die is ontworpen voor een breed scala aan voertuigtoepassingen. Gemeenschappelijke kenmerken van de FAME-motorenfamilie zijn onder meer een volledig aluminium carter met NANOSLIDE-technologie, een cilinderkop met gedeeltelijk geïntegreerd spruitstuk en een turbolader met segmentturbine met schakelbare scrollverbinding. Andere hoogtepunten zijn de compacte inlaatluchtleiding en het uitlaatsysteem dat dicht bij de motor is geplaatst in een one-box-ontwerp, dat is voorbereid op toekomstige uitlaatgasnormen.
Het van de M 48 overgenomen concept van de elektrische koelmiddelcompressor met 256-volttechnologie vermindert de wrijvingskracht en zorgt ervoor dat het voertuig ook bij stilstand en volledig elektrische werking van airconditioning kan worden voorzien.
De hybride aandrijflijn zal bij de lancering in de VS beschikbaar zijn met een vermogen van 140 kW, gecombineerd met 20 kW aan elektrische aandrijfkracht. Gezien de cilinderinhoud van de motor van 1,496 cm3 (91.1 in3), wat een aanzienlijke output per liter vertegenwoordigt. Kopers hebben de keuze tussen voorwielaandrijving en 4MATIC vierwielaandrijving.
Om redenen van efficiëntie gebruikt de benzinemotor een verbrandingsproces gebaseerd op de Miller-cyclus, waardoor het brandstofverbruik laag blijft, vooral in het deellastbereik, een veelvoorkomend rijscenario bij dagelijks gebruik. Het relatief vroege sluiten van de inlaatkleppen vermindert gasklepverliezen en maakt een hoge compressieverhouding van 12:1 mogelijk.
De nieuwe motor-transmissie-eenheid heeft compacte afmetingen en is dwars in het voertuig tussen de stuurknuckles geïnstalleerd. Een belangrijk voordeel is de uitzonderlijke NVH (Noise, Vibration, Harshness) prestatie. De M 252 motor heeft natuurlijk een voordeel, omdat Mercedes-Benz vier cilinders gebruikt in plaats van drie. Daarnaast is de motor uitgerust met een uitgebreid NVH-pakket bestaande uit schuimen en afdekkingen om de geluidsemissie verder te minimaliseren.
Het dubbele schotisolatieconcept, bekend uit de hogere voertuigklassen, is ook doorgevoerd naar de zijkanten van de A-stijl en het vloeroppervlak voor een nog stillere werking.
Bron van Green Car-congres
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt onafhankelijk van Cooig.com door greencarcongress.com verstrekt. Cooig.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten. Cooig.com wijst uitdrukkelijk elke aansprakelijkheid af voor inbreuken met betrekking tot het auteursrecht op inhoud.
