Klienci Mercedes-Benz w przyszłości będą mieli możliwość wyboru między dwoma innowacyjnymi układami napędowymi w nadchodzącej architekturze pojazdu. Nadchodzący CLA będzie oferowany jako wysoce wydajny pojazd elektryczny i jako ekonomiczny hybrydowy.
Mercedes-Benz wyznaczył nowe standardy wydajności dzięki platformie technologicznej VISION EQXX. Teraz firma wdraża wnioski z tego projektu do swoich seryjnie produkowanych pojazdów. Na czele jest nowy całkowicie elektryczny CLA, pierwszy model oparty na architekturze modułowej Mercedes-Benz (MMA).
Sercem tej wszechstronnej i elastycznej architektury pojazdu jest podwozie deskorolki — zespół podłogowy zaprojektowany przede wszystkim dla samochodów elektrycznych, w tym odpowiednie elementy napędu i podwozia. Podczas gdy podstawowa architektura pozostaje spójna, konstrukcja nadwozia będzie się różnić. W przypadku USA Mercedes-Benz planuje rodzinę składającą się łącznie z trzech modeli w nowo zdefiniowanym segmencie podstawowym, w tym CLA jako czterodrzwiowego sedana i dwóch SUV-ów.
Mercedes-Benz będzie nadal wykorzystywać inteligentną modułowość ze skalowalną konstrukcją deskorolki dla przyszłych rodzin modeli w innych segmentach. Skupiając się zarówno na napędzie elektrycznym, jak i oprogramowaniu pojazdów, firma znacznie zwiększyła swoje wysiłki rozwojowe w tych obszarach. Obejmuje to niedawne otwarcie eCampus w Stuttgarcie-Untertürkheim, centrum kompetencji poświęconego rozwojowi ogniw i akumulatorów do przyszłych pojazdów elektrycznych marki. Celem jest opracowanie innowacyjnych kombinacji chemicznych i optymalizacja procesów produkcyjnych dla wysokowydajnych ogniw z DNA Mercedes-Benz, co pozwoli na zmniejszenie kosztów akumulatorów o ponad 30% w nadchodzących latach.
Części rozwoju i testowania nowych modeli MMA odbywały się w Electric Software Hub (ESH). Ta placówka w Mercedes-Benz Technology Centre (MTC) w Sindelfingen łączy pod jednym dachem liczne funkcje oprogramowania, sprzętu, integracji systemów i testowania. Cały proces integracji elektrycznej/elektronicznej rozwoju pojazdu znajduje odzwierciedlenie w ESH, zapewniając płynną interakcję wszystkich nowych komponentów sprzętowych i programowych.
Pierwszy model MMA. Dzięki swojej wyjątkowej efektywności energetycznej, wysoce elastyczna architektura MMA oznacza kolejny krok Mercedes-Benz w kierunku całkowicie elektrycznej przyszłości. Electric Drive Unit (EDU 2.0) jest pierwszym z nowej generacji elektrycznych jednostek napędowych Mercedes-Benz, zaprojektowanych jako wysoce zintegrowany system modułowy.
Dzięki głównemu napędowi na tylnej osi zapewniającemu optymalną przyczepność i prowadzenie, Mercedes-Benz wprowadza teraz konfigurację napędu tradycyjnie widoczną w pojazdach średniej wielkości i luksusowych do segmentu podstawowego. 200-kilowatowa jednostka napędowa elektryczna, wyposażona w stale wzbudzaną maszynę synchroniczną (PSM) na tylnej osi, została opracowana całkowicie wewnętrznie przez inżynierów Mercedes-Benz.
Magnesy wirnika są ułożone w kształcie podwójnego V. Inną cechą jest uzwojenie stojana za pomocą rozciągniętych cewek. Razem te środki przyczyniają się do niezwykle cichej jazdy. PSM wykorzystuje również znacznie mniej materiałów ziem rzadkich niż poprzednie generacje silników, zmniejszając udział ciężkich ziem rzadkich niemal do zera procent. Wysokowydajna elektronika mocy zawiera inwerter z węglika krzemu w celu szczególnie wydajnego wykorzystania energii.
Architektura obejmuje również dwubiegową skrzynię biegów na tylnej osi, oferującą połączenie dynamiki i wydajności. Pierwszy bieg, o krótkim przełożeniu 11:1, zapewnia doskonałe przyspieszenie od samego startu i wyjątkową wydajność w jeździe miejskiej. Drugi bieg (przełożenie: 5:1) jest zoptymalizowany pod kątem dostarczania mocy przy dużych prędkościach i wysokiej wydajności na autostradzie, umożliwiając osiągnięcie maksymalnej prędkości do 210 km/h (130 mph).
Punkty zmiany biegów zależą od sytuacji na drodze i wybranego programu jazdy. Optymalizator online stale dostosowuje je do bieżących parametrów, takich jak SoC akumulatora, wydajność i wymagania kierowcy. Przyczepność jest uzyskiwana za pomocą pazurów (1st koła zębate) lub tarcze (2nd
(bieg). Przekładnia ma specjalną izolację termiczną.
Modele 4MATIC są wyposażone w silnik elektryczny o mocy 80 kW na przedniej osi. Aby zmaksymalizować wydajność, silnik ten zawiera również falownik nowej generacji z węglikiem krzemu (SiC) i jest zaprojektowany jako maszyna trwale synchroniczna (PSM). Przedni silnik elektryczny działa jako napęd wspomagający, włączany tylko wtedy, gdy wymagana jest odpowiednia moc lub trakcja. Zadanie to wykonuje jednostka rozłączająca (DCU), którą Mercedes-Benz wykorzystuje teraz po raz pierwszy w klasie kompaktowej. Aby zwiększyć wydajność, DCU może błyskawicznie odłączyć silnik elektryczny na przedniej osi, gdy zapotrzebowanie jest niskie, tak aby silnik elektryczny i części przekładni były zatrzymane. Zmniejsza to straty na przedniej osi o 90% i zwiększa zasięg. W przypadku Concept CLA Class odpowiadałoby to zasięgowi ponad 750 kilometrów (466 mil) (WLTP) przy zużyciu energii 12 kWh/100 km (5.2 mil/kWh).
Ten wysoce wydajny system umożliwia również przedni bagażnik (frunk), zapewniając jednocześnie wysoki poziom bezpieczeństwa w razie zderzenia poprzez ustalony punkt zgięcia na ramie. EDU jest połączony z nadwoziem za pomocą dwóch poziomów łożysk elastomerowych i dodatkowej ramy nośnej. To skomplikowane podwójne odsprzęganie hałasu przenoszonego przez konstrukcję, między innymi, skutkuje doskonałym zachowaniem NVH (hałas, wibracje i szorstkość).
Wysokowydajna elektronika mocy jest wyposażona w inwerter z węglika krzemu (SiC) w celu szczególnie wydajnego wykorzystania energii. Zarówno sterowanie skrzynią biegów, jak i inwerter są zintegrowane w jednym komponencie. Jednostka napędowa jest budowana w Untertürkheim, gdzie Mercedes‑Benz opracował wiele innowacyjnych układów napędowych na przestrzeni lat.
EDU 2.0 zapewnia równowagę między maksymalnym momentem obrotowym, maksymalną prędkością i wzorową wydajnością, szczególnie w rzeczywistych warunkach jazdy. Wysoki moment obrotowy zapewnia dynamiczną jazdę, niezależnie od tego, czy pokonujesz górskie przełęcze, czy holujesz przyczepy. Kolejną zaletą jest niezwykle kompaktowa konstrukcja EDU 2.0, która korzystnie wpływa na wymiary wewnętrzne i objętość tylnego bagażnika.
Mercedes-Benz po raz pierwszy wprowadza 800-woltową architekturę elektryczną, maksymalizując zarówno wydajność, jak i osiągi. W połączeniu z nową generacją akumulatorów system ten może znacznie skrócić czas ładowania. W ciągu zaledwie 10 minut Concept CLA Class może uzyskać zasięg do 300 kilometrów (186 mil) dzięki szybkiemu ładowaniu prądem stałym. Skupiając się na efektywności czasowej, CLA już prześcignął inne pojazdy elektryczne bliskie produkcji w rekordowym wysiłku: podczas 24-godzinnej jazdy testowej w Nardò w południowych Włoszech model przedseryjny pokonał dokładnie 3,717 kilometrów (2,309 mil) w ciągu 24 godzin. Dwubiegowa skrzynia biegów na głównym napędzie na tylnej osi nie tylko przyczynia się do wydajności, ale także umożliwia niezwykle dynamiczne osiągi podczas jazdy.
Ogniwa akumulatora premium o użytecznej zawartości energii wynoszącej łącznie 85 kWh mają anody, w których do grafitu dodawany jest tlenek krzemu. W porównaniu do poprzedniego akumulatora z konwencjonalnymi anodami grafitowymi gęstość energii grawimetrycznej jest do 20% wyższa. Na poziomie ogniwa gęstość energii objętościowej chemii ogniwa wynosi 680 Wh/l (watogodzina/litr). Zużycie surowców zostało dodatkowo zoptymalizowane i zmniejszone w celu zwiększenia zrównoważonego rozwoju, w szczególności dzięki znacznemu zmniejszeniu udziału kobaltu.
Wersja hybrydowa. Nowa rodzina modeli będzie również dostępna jako hybryda z technologią 48 V i silnikiem elektrycznym o mocy napędowej 20 kW zintegrowanym ze skrzynią biegów. Wysoce wydajny układ napędowy został opracowany przez inżynierów Mercedes-Benz w Niemczech.
Imponującą kompaktowość konstrukcji silnika i przekładni można przypisać bliskiemu sąsiedztwu cylindrów i układowi zintegrowanego silnika elektrycznego obok siebie. Silnik, falownik i przekładnia razem tworzą wysoce zintegrowaną jednostkę. Nowo opracowana bateria 48 V z technologią litowo-jonową oferuje zawartość energii do 1.3 kWh. Konstrukcja jest wyjątkowo kompaktowa, integrując ogniwa baterii i przetwornik DC/DC w tak zwanym pakiecie płaskim.
Silnik elektryczny zapewnia inteligentne wsparcie w zakresie niskich prędkości. Profile stałej prędkości są pokrywane elektrycznie, co oznacza, że ten tryb pracy wyeliminuje nieefektywną pracę. Rekuperacja i możliwość jazdy wyłącznie elektrycznie przy prędkościach miejskich zwiększają wydajność układu napędowego. Ponadto elektryczny bieg jałowy jest możliwy przy prędkościach do około 100 km/h (62 mph). Cecha szczególna: silnik może rekuperować na wszystkich ośmiu biegach, odzyskując do 25 kW energii.
Dzięki charakterystyce addytywnego momentu obrotowego silnika spalinowego i silnika elektrycznego maksymalny moment obrotowy osiągany jest w szerokim zakresie prędkości. Ponadto silnik spalinowy można uruchomić całkowicie za pomocą silnika elektrycznego i sprzęgła rozdzielającego, co eliminuje potrzebę stosowania konwencjonalnego rozrusznika zębatego. Funkcja start-stop sprawia, że rozruch silnika jest dla kierowcy niemal niezauważalny.
Silnik elektryczny i falownik są zintegrowane z nową, wysoce kompaktową ośmiobiegową skrzynią biegów z podwójnym sprzęgłem (8F-eDCT). Ten rozwój jest znany jako eDCT, ponieważ silnik elektryczny jest zintegrowany ze skrzynią biegów, a układ mechaniczny jest sterowany elektrohydraulicznie. Silnik elektryczny obsługuje obie linie podwójnego sprzęgła. Moc jest podłączana i odłączana za pomocą dwóch sprzęgieł napędowych i sprzęgła rozdzielającego. Przełożenia ośmiu stopni zmiany biegów są szeroko rozłożone, co pozwala na optymalizację punktów pracy silnika w celu uzyskania lepszej wydajności.
Silnik spalinowy to nowo opracowany czterocylindrowy silnik benzynowy Mercedes-Benz o pojemności skokowej 1.5 litra. Jednostka oznaczona jako M 252 należy do rodziny silników FAME (Family of Modular Engines) przeznaczonej do szerokiego zakresu zastosowań w pojazdach. Wspólne cechy rodziny silników FAME obejmują całkowicie aluminiową skrzynię korbową z technologią NANOSLIDE, głowicę cylindrów z częściowo zintegrowanym kolektorem i turbosprężarkę z turbiną segmentową z przełączalnym przyłączem spiralnym. Inne ważne elementy to kompaktowy kanał powietrza doładowującego i układ wydechowy umieszczony blisko silnika w konstrukcji jednobryłowej, który jest przygotowany do przyszłych norm emisji spalin.
Koncepcja elektrycznej sprężarki czynnika chłodniczego z technologią 48 V zaczerpnięta z modelu M 256 zmniejsza tarcie i umożliwia klimatyzację pojazdu nawet podczas postoju i jazdy wyłącznie na energii elektrycznej.
Hybrydowy układ napędowy będzie dostępny z mocą wyjściową 140 kW w momencie premiery w USA w połączeniu z 20 kW mocy napędu elektrycznego. Biorąc pod uwagę pojemność skokową silnika wynoszącą 1,496 cm3 (91.1 w3), co stanowi znaczną wydajność na litr. Kupujący będą mogli wybierać między napędem na przednie koła i napędem na cztery koła 4MATIC.
Ze względów wydajnościowych silnik benzynowy wykorzystuje proces spalania oparty na cyklu Millera, utrzymując niskie zużycie paliwa, zwłaszcza w zakresie częściowego obciążenia — bardzo powszechny scenariusz jazdy w codziennym użytkowaniu. Stosunkowo wczesne zamykanie zaworów dolotowych zmniejsza straty przepustnicy i umożliwia wysoki stopień sprężania 12:1.
Nowa jednostka silnik-przekładnia ma kompaktowe wymiary i jest zamontowana poprzecznie w pojeździe między zwrotnicami. Kluczową zaletą jest wyjątkowa wydajność NVH (hałas, wibracje, szorstkość). Silnik M 252 ma oczywiście przewagę, ponieważ Mercedes-Benz używa czterech cylindrów zamiast trzech. Ponadto silnik jest wyposażony w kompleksowy pakiet NVH składający się z pianek i osłon, aby jeszcze bardziej zminimalizować emisję hałasu.
Koncepcja izolacji podwójnej grodzi, znana z pojazdów wyższych klas, została rozszerzona również na boki słupka A i podłogę, co zapewnia jeszcze cichszą pracę pojazdu.
Źródło z Kongres Zielonych Samochodów
Zastrzeżenie: Informacje podane powyżej są dostarczane przez greencarcongress.com niezależnie od Cooig.com. Cooig.com nie składa żadnych oświadczeń ani gwarancji co do jakości i niezawodności sprzedawcy i produktów. Cooig.com wyraźnie zrzeka się wszelkiej odpowiedzialności za naruszenia dotyczące praw autorskich do treści.
