Mercedes-Benz GLC F-Cell łączy 24 lata doświadczenia

W porównaniu z poprzednią generacją Mercedesa na ogniwa paliwowe (klasa B, który był dostępny w niewielkich ilościach od 2011 roku), system ogniw paliwowych jest o 30 procent bardziej kompaktowy i można go zainstalować w normalnej komorze silnika, jednocześnie rozwijając o 40 procent większą moc. ... Ogniwa paliwowe mają również wbudowane o 90 procent mniej platyny, a także są o 25 procent lżejsze. Z 350 Nm momentu obrotowego i 147 kilowatami mocy prototyp GLC F-Cell natychmiast reaguje na pedał przyspieszenia, czego byliśmy świadkami jako kolega główny inżynier na 40-kilometrowym torze. Stuttgart. Zasięg w trybie H2 wynosi 437 km (NEDC w trybie hybrydowym) i 49 km w trybie akumulatorowym (NEDC w trybie akumulatorowym). A dzięki dzisiejszej konwencjonalnej technologii zbiorników na wodór o ciśnieniu 700 barów, GLC F-Cell można naładować w zaledwie trzy minuty.

Hybrydowe ogniwo paliwowe typu plug-in łączy zalety obu technologii jazdy o zerowej emisji i optymalizuje wykorzystanie obu źródeł energii w celu spełnienia aktualnych wymagań dotyczących jazdy. W trybie hybrydowym pojazd jest zasilany przez oba źródła zasilania. Szczytowe zużycie energii jest kontrolowane przez akumulator, dzięki czemu ogniwa paliwowe mogą działać z optymalną wydajnością. W trybie F-Cell energia elektryczna z ogniw paliwowych stale utrzymuje naładowany akumulator wysokonapięciowy, co oznacza, że ​​energia elektryczna z wodorowych ogniw paliwowych jest prawie wyłącznie wykorzystywana do jazdy, co jest idealnym sposobem na oszczędzanie energii elektrycznej z akumulatora podczas określonej jazdy sytuacje. W trybie bateryjnym pojazd jest zasilany wyłącznie energią elektryczną. Silnik elektryczny jest zasilany z akumulatora, a ogniwa paliwowe są wyłączone, co najlepiej sprawdza się na krótkich dystansach. Wreszcie istnieje tryb ładowania, w którym ładowanie akumulatora wysokiego napięcia ma priorytet, na przykład, gdy chcesz naładować akumulator do maksymalnego całkowitego zasięgu przed rozładowaniem wodoru. W ten sposób możemy również zbudować zapas mocy przed wjazdem pod górę lub przed bardzo dynamiczną jazdą. Układ napędowy GLC F-Cell jest bardzo cichy, czego się spodziewaliśmy, a przyspieszenie jest natychmiastowe, gdy tylko wciśniesz pedał przyspieszenia, tak jak w przypadku pojazdów elektrycznych. Podwozie jest tak wyregulowane, aby nie dopuścić do zbytniego przechyłu nadwozia i pracuje bardzo dobrze, również dzięki idealnemu rozkładowi masy pomiędzy obiema osiami prawie 50-50.

Jeśli chodzi o regenerację energii, poziom naładowania akumulatora spadł z 30 do 91 procent podczas jazdy pod górę już po 51 kilometrach, ale podczas jazdy w dół z powodu hamowania i rekuperacji ponownie wzrósł do 67 procent. W przeciwnym razie jazda jest możliwa z trzema etapami regeneracji, którą sterujemy za pomocą manetek przy kierownicy, bardzo podobnych do tych, do których jesteśmy przyzwyczajeni w samochodach z automatyczną skrzynią biegów.

Mercedes-Benz wprowadził swój pierwszy pojazd na ogniwa paliwowe w 1994 roku (NECA 1), a następnie kilka prototypów, w tym Mercedes-Benz klasy A w 2003 roku. W 2011 roku firma zorganizowała podróż dookoła świata. F-Cell World Drive, a w 2015 roku, w ramach badania F 015 Luxury and Motion, wprowadzili hybrydowy system ogniw paliwowych typu plug-in na 1.100 kilometrów bezemisyjnych. Ta sama zasada dotyczy teraz Mercedesa GLC F-Cell, który ma trafić na drogi w limitowanych edycjach jeszcze w tym roku.

Produkowane w Mannheim zbiorniki na wodór są zainstalowane w bezpiecznym miejscu pomiędzy dwiema osiami i dodatkowo zabezpieczone ramą pomocniczą. Zakład Daimlera w Untertürkheim produkuje cały system ogniw paliwowych, a zapas około 400 ogniw paliwowych pochodzi z zakładu Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) w Kolumbii Brytyjskiej, pierwszego zakładu całkowicie poświęconego produkcji i montażu paliwa. stosy komórek. Wreszcie: akumulator litowo-jonowy pochodzi z Accumotive, filii Daimlera w Saksonii w Niemczech.

Wywiad: Jürgen Schenck, dyrektor programu pojazdów elektrycznych w Daimler

Jednym z najtrudniejszych ograniczeń technicznych w przeszłości była praca systemu w niskich temperaturach. Czy można uruchomić ten samochód przy 20 stopniach poniżej zera?

Oczywiście, że możesz. Potrzebujemy podgrzania, jakiegoś rodzaju ogrzewania, aby przygotować system ogniw paliwowych. Dlatego zaczynamy od szybkiego startu z baterią, co oczywiście jest możliwe również w temperaturach poniżej 20 stopni poniżej zera. Nie możemy wykorzystać całej dostępnej mocy i musimy zostać podczas rozgrzewki, ale na początku jest około 50 „koni” do prowadzenia auta. Ale z drugiej strony zaoferujemy również ładowarkę wtyczkową, a klient będzie miał możliwość wstępnego podgrzania ogniwa paliwowego. W takim przypadku cała moc będzie początkowo dostępna. Podgrzewanie można również ustawić za pomocą aplikacji na smartfona.

Czy Mercedes-Benz GLC F-Cell ma napęd na wszystkie koła? Jaka jest pojemność akumulatora litowo-jonowego?

Silnik znajduje się na tylnej osi, więc samochód ma napęd na tylną oś. Akumulator ma pojemność netto 9,1 kilowatogodzin.

Gdzie to zrobisz?

W Bremie równolegle z samochodem z silnikiem spalinowym. Dane dotyczące produkcji będą niskie, ponieważ produkcja ogranicza się do produkcji ogniw paliwowych.

Gdzie umieścisz GLC F-Cell w przystępnej cenie?

Cena będzie porównywalna z ceną hybrydowego modelu diesla typu plug-in o podobnych specyfikacjach. Nie mogę podać dokładnej kwoty, ale musi być rozsądna, inaczej nikt by jej nie kupił.

Prawie 70.000 XNUMX euro, ile jest warta Toyota Mirai?

Nasz hybrydowy pojazd z silnikiem wysokoprężnym typu plug-in, o którym wspomniałem, będzie dostępny w tym obszarze, tak.

Jakie gwarancje udzielisz swoim klientom?

Będzie miał pełną gwarancję. Samochód będzie dostępny w pełnym leasingu serwisowym, który będzie obejmował również gwarancje. Spodziewam się, że będzie to około 200.000 10 km lub XNUMX lat, ale ponieważ będzie to dzierżawa, nie będzie to ważne.

Ile waży samochód?

Jest zbliżony do hybrydowego crossovera typu plug-in. System ogniw paliwowych jest porównywalny wagowo do silnika czterocylindrowego, system hybrydowy typu plug-in jest podobny, zamiast dziewięciobiegowej automatycznej skrzyni biegów mamy silnik elektryczny na tylnej osi, a zamiast blaszanego zbiornika paliwa benzyna. lub olej napędowy – zbiorniki wodoru z włókna węglowego. Ogólnie jest nieco cięższy ze względu na ramę, która podtrzymuje i chroni zbiornik wodoru.

Jak myślisz, jakie są główne cechy Twojego pojazdu na ogniwa paliwowe w porównaniu z tym, co Azjaci już wprowadzili na rynek?

Oczywiście, ponieważ jest to hybryda typu plug-in, rozwiązuje jeden z głównych problemów wpływających na odbiór pojazdów z ogniwami paliwowymi. Zapewniając im 50-kilometrowy zasięg lotu na samym akumulatorze, większość naszych klientów będzie mogła jeździć bez użycia wodoru. W takim razie nie martw się brakiem stacji ładowania wodoru. Ponieważ jednak stacje wodorowe stają się coraz bardziej powszechne podczas długich podróży, użytkownik może łatwo i szybko całkowicie napełnić zbiorniki.

Pod względem kosztów eksploatacji, jaka jest różnica między korzystaniem z samochodu z akumulatorami a wodorem?

Całkowite zasilanie bateryjne jest tańsze. W Niemczech kosztuje około 30 centów za kilowatogodzinę, co oznacza około 6 euro za 100 kilometrów. W przypadku wodoru koszt wzrasta do 8-10 euro za 100 kilometrów, biorąc pod uwagę zużycie około jednego kilograma wodoru na 100 kilometrów. Oznacza to, że jazda na wodorze jest o około 30 procent droższa.

Wywiad: prof. Dr Christian Mordic, dyrektor ds. ogniw paliwowych Daimlera

Christian Mordic kieruje działem napędów ogniw paliwowych Daimlera i jest dyrektorem generalnym NuCellSys, spółki zależnej Daimlera zajmującej się ogniwami paliwowymi i systemami magazynowania wodoru dla samochodów. Rozmawialiśmy z nim o przyszłości technologii ogniw paliwowych i przedprodukcyjnej wersji GLC F-Cell.

Pojazdy elektryczne na ogniwa paliwowe (FCEV) są postrzegane jako przyszłość napędu. Co powstrzymuje tę technologię przed upowszechnieniem się?

Jeśli chodzi o wartość rynkową samochodowych systemów ogniw paliwowych, nikt już nie wątpi w ich wydajność. Infrastruktura ładowania nadal jest największym źródłem niepewności klientów. Jednak wszędzie rośnie liczba pomp wodorowych. Dzięki nowej generacji naszego pojazdu opartej na Mercedes-Benz GLC i integracji technologii łączności osiągnęliśmy dodatkowy wzrost zasięgu i możliwości ładowania. Oczywiście koszty produkcji to kolejny aspekt, ale tutaj również poczyniliśmy znaczne postępy i wyraźnie widzimy, co można poprawić.

Obecnie wodór do napędu ogniw paliwowych nadal pochodzi głównie z kopalnych źródeł energii, takich jak gaz ziemny. Nie jest jeszcze całkiem zielony, prawda?

Właściwie tak nie jest. Ale to dopiero pierwszy krok do pokazania, że ​​jazda na ogniwa paliwowe bez lokalnych emisji może być właściwą alternatywą. Nawet w przypadku wodoru pochodzącego z gazu ziemnego emisja dwutlenku węgla w całym łańcuchu mogłaby zostać zmniejszona o dobre 25 procent. Ważne jest, abyśmy mogli produkować wodór w sposób ekologiczny i że rzeczywiście istnieje wiele sposobów, aby to osiągnąć. Wodór jest idealnym nośnikiem do magazynowania energii wiatrowej i słonecznej, które nie są produkowane w sposób ciągły. Przy stale rosnącym udziale odnawialnych źródeł energii wodór będzie odgrywał coraz ważniejszą rolę w całym systemie energetycznym. W konsekwencji będzie coraz bardziej atrakcyjny dla sektora mobilności.

Czy Twoje zaangażowanie w rozwój stacjonarnych systemów ogniw paliwowych odgrywa tutaj rolę?

Dokładnie tak. Potencjał wodoru jest szerszy niż tylko w samochodach, na przykład w sektorze usług, przemysłu i gospodarstwa domowego, jest oczywisty i wymaga opracowania nowych strategii. Ważnymi czynnikami są tutaj ekonomia skali i modułowość. Wspólnie z naszym innowacyjnym inkubatorem Lab1886 i ekspertami komputerowymi opracowujemy obecnie prototypowe systemy zasilania awaryjnego dla centrów komputerowych i innych zastosowań stacjonarnych.

Jakie są Twoje następne kroki?

Potrzebujemy jednolitych standardów branżowych, abyśmy mogli przejść do produkcji pojazdów na dużą skalę. W dalszym rozwoju szczególne znaczenie będzie miała redukcja kosztów materiałowych. Obejmuje to dalsze zmniejszanie rozmiarów komponentów i udział drogich materiałów. Jeśli porównamy obecny system z systemem Mercedes-Benz B-Class F-Cell, już osiągnęliśmy wiele - już poprzez zmniejszenie zawartości platyny o 90 procent. Ale musimy iść dalej. Optymalizacja procesów produkcyjnych zawsze pomaga obniżyć koszty, ale jest to bardziej kwestia ekonomii skali. Współpraca, projekty wielu producentów, takie jak Autostack Industrie, oraz oczekiwane globalne inwestycje w technologię z pewnością pomogą w tym. Wierzę, że do połowy następnej dekady, a już na pewno po 2025 roku, znaczenie ogniw paliwowych w ogóle wzrośnie, a szczególnie ważne będą one w sektorze transportowym. Ale nie nastąpi to w formie nagłej eksplozji, ponieważ ogniwa paliwowe na rynku światowym prawdopodobnie nadal będą zajmować tylko jednocyfrowy procent. Ale nawet skromne kwoty pomagają ustalić standardy, które są szczególnie ważne dla redukcji kosztów.

Kto jest docelowym nabywcą pojazdu z ogniwami paliwowymi i jaką rolę odgrywa on w portfolio układów napędowych Twojej firmy?

Ogniwa paliwowe są szczególnie interesujące dla klientów, którzy na co dzień wymagają dużego zasięgu i nie korzystają z pomp wodorowych. Jednak w przypadku pojazdów poruszających się w środowisku miejskim napęd elektryczny akumulatorowy jest obecnie bardzo dobrym rozwiązaniem.

GLC F-Cell jest czymś wyjątkowym na całym świecie ze względu na swój hybrydowy napęd typu plug-in. Dlaczego połączyliście technologię ogniw paliwowych i akumulatorów?

Chcieliśmy skorzystać z hybrydyzacji, a nie wybierać między A lub B. Akumulator ma trzy zalety: możemy odzyskiwać energię elektryczną, dodatkowa energia jest dostępna podczas przyspieszania, a zasięg jest zwiększony. Rozwiązanie w zakresie łączności pomoże kierowcom na wczesnych etapach rozwoju infrastruktury, gdy wciąż brakuje sieci pomp wodorowych. Przez 50 kilometrów możesz naładować swój samochód w domu. W większości przypadków to wystarczy, aby dostać się do pierwszej pompy wodorowej.

Czy system ogniw paliwowych jest bardziej czy mniej skomplikowany niż nowoczesny silnik wysokoprężny?

Ogniwa paliwowe są również złożone, może nawet nieco mniejsze, ale liczba komponentów jest mniej więcej taka sama.

A jeśli porównasz koszty?

Gdyby liczba produkowanych hybryd plug-in i ogniw paliwowych była taka sama, już dziś byłyby na tym samym poziomie cenowym.

Czy hybrydowe pojazdy zasilane ogniwami paliwowymi typu plug-in są odpowiedzią na przyszłość mobilności?

Zdecydowanie możesz być jednym z nich. Baterie i ogniwa paliwowe tworzą symbiozę, ponieważ obie technologie bardzo dobrze się uzupełniają. Moc i szybsza reakcja akumulatorów wspierają ogniwa paliwowe, które znajdują swój idealny zasięg działania w sytuacjach drogowych, które wymagają stałego zwiększania mocy i większego zasięgu. W przyszłości możliwe będzie łączenie elastycznych akumulatorów i modułów ogniw paliwowych, w zależności od scenariusza mobilności i typu pojazdu.