Mercedes-Benz łączy prąd i wodór w napęd EQ Power

Mercedes EQ Power FCELL

Podczas tegorocznego salonu samochodowego we Frankfurcie Mercedes-Benz prezentuje przedprodukcyjne egzemplarze nowego Mercedesa GLC F-CELL. To całkowicie elektryczny wariant popularnego SUV-a i kolejny milowy krok na drodze do bezemisyjnej jazdy. Najnowszy elektryczny model w rodzinie Mercedes-Benz, technologicznie oznaczony jako EQ Power, ma w przyszłości trafić do produkcji seryjnej. Już teraz jest bez wątpienia elektryzujący – jako pierwszy na świecie łączy innowacyjną technologię zasilania energią z ogniw paliwowych oraz z akumulatora w hybrydowy napęd plug-in. Tym samym poza wodorem może być napędzany prądem z gniazdka. Inteligentne połączenie akumulatora i ogniw paliwowych, poza krótkim czasem potrzebnym na tankowanie, uczyni GLC F-CELL samochodem wysoce praktycznym na co dzień i przystosowanym do jazdy na dalekich dystansach. Dwa zbiorniki wodoru o łącznej pojemności 4,4 kg umożliwiają jednorazowe pokonanie do 437 km (cykl NEDC). Dzięki pojemnemu akumulatorowi litowo-jonowemu kierowca będzie miał też do dyspozycji nawet 49-kilometrowy dystans w trybie elektrycznym (cykl NEDC). Moc 147 kW (200 KM) gwarantuje zarówno dynamiczne osiągi, jak i przyjemność z bezemisyjnej jazdy. Prezentując przedprodukcyjne egzemplarze Mercedesa GLC F-CELL, koncern Daimler robi kolejny znaczący krok w realizacji strategii CASE.

Dwa źródła energii

Prezentowany na frankfurckich targach model to pierwszy na świecie samochód elektryczny zasilany energią z ogniw paliwowych, który korzysta z akumulatora litowo-jonowego jako dodatkowego źródła energii i oferuje przy tym możliwość zewnętrznego ładowania (technologia plug-in). Inteligentnie połączone ze sobą źródła energii zasilają silnik elektryczny, zapewniając bezemisyjną przyjemność z jazdy. Długi zasięg, krótkie czasy tankowania, moc 147 kW (200 KM) oraz najnowsza generacja systemów wspomagających z dopasowanymi do rodzaju napędu funkcjami – to wszystko sprawia, że GLC F-CELL będzie rodzinnym elektrycznym SUV-em o wysokim stopniu praktyczności.

Aby opracować zupełnie nowy układ ogniw paliwowych, po raz pierwszy inżynierowie Mercedes-Benz ściśle współpracowali z partnerami z sieci kompetencyjnej Daimlera. W porównaniu z Klasą B F-CELL, obecną na rynku od 2010 r. (zużycie paliwa: 0,97 kg H₂/100 km/emisje CO₂, średnie: 0 g/km), łączna moc wzrosła o około 40 %. Układ ogniw ma przy tym o około 30 % bardziej kompaktową budowę. Po raz pierwszy został w całości umieszczony w komorze silnika i zamontowany z wykorzystaniem standardowych punktów mocujących, tak jak konwencjonalna jednostka napędowa. Równocześnie o 90 % ograniczono wykorzystanie platyny. Zapewnia to oszczędność zasobów przy niższych kosztach – bez kompromisów w zakresie wydajności.

Litowo-jonowy akumulator w przedprodukcyjnych egzemplarzach ma pojemność znamionową 13,8 kWh i służy jako dodatkowe źródło energii do zasilania silnika elektrycznego. Po raz pierwszy można ładować go także z zewnętrznego źródła (plug-in). Inteligentna strategia działania napędu łączącego układ ogniw paliwowych z akumulatorem oferuje maksymalną efektywność i wysoki komfort. Tak jak jednostka napędowa, akumulator został zamontowany w sposób oszczędzający przestrzeń, w tylnej części samochodu. Za pomocą pokładowej ładowarki o mocy 7,2 kW można ładować go z domowego gniazdka, wallboxa lub publicznej stacji ładowania. „Tankowanie” prądu do pełna trwa około 1,5 godziny.

Dwa zbrojone włóknami węglowymi zbiorniki zintegrowane z podłogą pojazdu mieszczą około 4,4 kg wodoru. Dzięki globalnie znormalizowanej technologii zbiorników pod ciśnieniem 700 barów można je zatankować w ciągu zaledwie 3 min – czyli podobnie jak samochód z konwencjonalnym silnikiem spalinowym.

Prezentowane na targach egzemplarze F-CELL napędzane są asynchronicznym silnikiem elektrycznym o mocy 147 kW (200 KM) oraz momencie obrotowym 350 Nm. Ponieważ napęd elektryczny nie potrzebuje wału napędowego, jego miejsce wykorzystano do zamontowania jednego z dwóch zbiorników wodoru. Drugi zbiornik został zainstalowany pod tylną kanapą.

Strategia działania z szeregiem trybów do wyboru

Podobnie jak GLC Plug-in Hybrid, wodorowy wariant modelu oferuje różne tryby działania napędu (HYBRID, F-CELL, BATTERY, CHARGE) oraz programy jazdy (ECO, COMFORT i SPORT). Program ECO skonfigurowano pod kątem oszczędzania paliwa. COMFORT jest nastawiony nie tylko na komfort, ale i na zapewnienie idealnego komfortu klimatycznego. Z kolei SPORT optymalizuje hybrydowy układ napędowy z myślą o sportowych osiągach.

Podczas gdy programy jazdy zmieniają zachowanie samochodu, a co za tym idzie – doświadczenia zza kierownicy, tryby działania napędu wpływają na współpracę układu ogniw paliwowych i akumulatora wysokiego napięcia. Takie połączenie programów jazdy z trybami działania napędu jest po raz pierwszy prezentowane w samochodzie zasilanym wodorem.

Cztery tryby działania napędu (HYBRID, F-CELL, BATTERY, CHARGE)

W trybie działania HYBRID pojazd korzysta z obu źródeł energii. Za nagłe dopływy mocy odpowiada akumulator, zaś ogniwo paliwowe zapewnia optymalny zakres efektywności. Inteligentna strategia operacyjna pozwala optymalnie wykorzystać charakterystyki obu źródeł energii.

W trybie F-CELL stopień naładowania akumulatora jest utrzymywany z pomocą energii z ogniwa paliwowego, a pojazd zużywa niemal wyłącznie wodór. To idealny tryb, gdy trzeba zachować zasięg w trybie elektrycznym, by móc z jakiś względów wykorzystać go później.

W trybie BATTERY samochód porusza się wyłącznie dzięki energii zgromadzonej w akumulatorze. Układ ogniw paliwowych nie działa. Tryb ten sprawdza się przy pokonywaniu krótkich dystansów.

W trybie CHARGE obowiązuje priorytet ładowania akumulatora, np. w celu uzyskania maksymalnego ogólnego zasięgu przed uzupełnieniem zapasu wodoru. Tryb ten tworzy też rezerwy mocy do jazdy bardzo dynamicznej lub pod górę.

We wszystkich trybach działania aktywna jest funkcja rekuperacji energii, pozwalająca odzyskiwać energię podczas hamowania lub toczenia się i przechowywać ją później w akumulatorze.

Bezpieczeństwo

Akumulator i wszystkie komponenty odpowiadające za magazynowanie wodoru objęte są restrykcyjnymi, typowymi dla Mercedesa standardami bezpieczeństwa. Poza ochroną w razie wypadku wszystkie pojazdy Mercedes-Benz przechodzą dodatkowe badania komponentów na poziomie wykraczającym daleko poza zwyczajne testy. Układ napędowy i zbiorniki na wodór w przedprodukcyjnego GLC F-CELL są w bezpieczny sposób zamontowane w komorze silnikowej oraz pod podłogą.

Na drodze do produkcji seryjnej

Daimler systematycznie pracuje nad przygotowaniem Mercedesa GLC F-CELL do produkcji seryjnej. Korzystając z floty pojazdów testowych, inżynierowie Mercedes-Benz podejmują ostatnie kluczowe działania na drodze do uruchomienia produkcji modelu. Obecnie rozważane są rynkowe strategie sprzedaży, w tym oferta wynajmu. Podobnie jak konwencjonalne odmiany GLC, tak i wodorowa będzie wytwarzana w Bremen.

Jeden z najważniejszych układów samochodu – ogniwa paliwowe – został opracowany w Vancouver w Kanadzie we współpracy z firmą Ford, w ramach spółki joint venture Automotive Fuel Cell Cooperation (AFCC). Jego produkcja odbywa się niedaleko, w Mercedes-Benz Fuel Cell (MBFC). Cała jednostka ogniw paliwowych i układ przechowywania wodoru zostały zaprojektowane przez spółkę zależną Daimlera NuCellSys w Kirchheim/Nabern w Badenii-Wirtembergii. Za montaż układu ogniw paliwowych, który także odbywa się w Nabern, odpowiada macierzysta fabryka Daimlera w Untertürkheim. Zbrojone włóknami węglowymi zbiorniki na wodór produkowane są w zakładach koncernu w Mannheim, a akumulatory litowo-jonowe pochodzą z należącej do Daimlera spółki ACCUMOTIVE z siedzibą w Kamenz w Saksonii.

Kluczowa rola infrastruktury

Sukces elektrycznej mobilności w dużej mierze zależy od światowej infrastruktury. Na całym świecie w szybkim tempie przybywa zarówno punktów ładowania, jak i stacji tankowania wodoru. Czy to w domu, w pracy, na drodze, czy w czasie zakupów – są różne sposoby doładowania aut elektrycznych. Postępuje także rozwój infrastruktury H2. Wspólnie z partnerami spółki joint venture H2 Mobility Daimler opracował już konkretny plan działania. Do końca przyszłego roku sieć tankowania wodoru ma liczyć 100 punktów, a do 2023 r. – już 400. Poza Europą podobne projekty infrastrukturalne promowane są w USA oraz w Japonii.

 

Źródło: Daimler

Ilustracja: Daimler

  • Dostosuj

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem