Mercedes-Benz GLC F-Cell spojuje 24 let zkušeností

Ve srovnání s předchozí generací vozu Mercedes s palivovými články (třída B, který je v malém počtu k dispozici od roku 2011) je systém palivových článků o 30 procent kompaktnější a lze jej instalovat do běžného motorového prostoru a přitom vyvinout o 40 procent vyšší výkon. ... Palivové články mají také zabudováno o 90 procent méně platiny a jsou také o 25 procent lehčí. Prototyp GLC F-Cell s točivým momentem 350 Newton metrů a výkonem 147 kilowattů reaguje okamžitě na plynový pedál, čehož jsme byli svědky jako kolega hlavní inženýr na 40 kilometrovém okruhu. Stuttgart. Dojezd v režimu H2 je 437 kilometrů (NEDC v hybridním režimu) a 49 kilometrů v režimu baterie (NEDC v režimu baterie). A díky dnešní konvenční 700 barové technologii vodíkové nádrže lze GLC F-Cell nabít za pouhé tři minuty.

Plug-in hybridní palivový článek kombinuje výhody obou technologií jízdy s nulovými emisemi a optimalizuje využití obou zdrojů energie, aby splňoval aktuální požadavky na řízení. V hybridním režimu je vozidlo poháněno oběma zdroji energie. Špičková spotřeba energie je řízena baterií, takže palivové články mohou pracovat s optimální účinností. V režimu F-Cell udržuje elektřina z palivových článků vysokonapěťovou baterii neustále nabitou, což znamená, že elektřina z vodíkových palivových článků se téměř výhradně používá k řízení a toto je ideální způsob, jak určitým způsobem šetřit elektřinu z baterie. jízdní situace. V režimu baterie je vůz poháněn výhradně elektřinou. Elektromotor je napájen baterií a palivové články jsou vypnuté, což je nejlepší na krátké vzdálenosti. Nakonec existuje nabíjecí režim, ve kterém má prioritu nabíjení vysokonapěťové baterie, například když chcete baterii nabít na maximální celkový dosah před vypuštěním vodíku. Tímto způsobem si také můžeme vytvořit rezervu síly před vyjetím nahoru nebo před velmi dynamickou jízdou. Hnací ústrojí GLC F-Cell je velmi tiché, což jsme očekávali, a zrychlení je okamžité, jakmile sešlápnete plynový pedál, jako je tomu u elektrických vozidel. Podvozek je upraven tak, aby zabránil přílišnému naklánění karoserie a funguje velmi uspokojivě, a to i díky ideálnímu rozložení hmotnosti mezi obě nápravy téměř 50-50.

Pokud jde o regeneraci energie, nabití baterie kleslo z 30 na 91 procent při jízdě do kopce po pouhých 51 kilometrech, ale při jízdě z kopce kvůli brzdění a rekuperaci opět stouplo na 67 procent. Jinak je pohon možný se třemi stupni regenerace, které ovládáme pomocí páček vedle volantu, velmi podobných těm, na které jsme zvyklí v autech s automatickou převodovkou.

Mercedes-Benz představil své první vozidlo s palivovými články v roce 1994 (NECA 1), následovalo několik prototypů, včetně Mercedes-Benzon třídy A v roce 2003. V roce 2011 společnost uspořádala cestu kolem světa. F-Cell World Drive a v roce 2015 v rámci studie F 015 Luxury and Motion představili plug-in hybridní systém palivových článků pro 1.100 kilometrů nulových emisí. Stejný princip nyní platí pro Mercedes-Benz GLC F-Cell, který by měl vyjít na silnici v limitovaných edicích do konce letošního roku.

Vodíkové nádrže vyrobené v Mannheimu jsou instalovány na bezpečném místě mezi oběma nápravami a jsou navíc chráněny pomocným rámem. Závod Daimler v Untertürkheimu produkuje celý systém palivových článků a zásoba zhruba 400 palivových článků pochází ze závodu Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) v Britské Kolumbii, prvního závodu, který se zcela věnuje výrobě a montáži paliva. hromádky buněk. Nakonec: lithium-iontová baterie pochází z dceřiné společnosti Daimler Accumotive v německém Sasku.

Rozhovor: Jürgen Schenck, ředitel programu elektrických vozidel ve společnosti Daimler

Jedním z nejnáročnějších technických omezení v minulosti byl provoz systému při nízkých teplotách. Můžete toto auto nastartovat při 20 stupních Celsia pod nulou?

Samozřejmě můžete. Potřebujeme předehřátí, nějaký druh ohřevu, abychom připravili systém palivových článků. Proto začínáme rychlým startem s baterií, což je samozřejmě možné i při teplotách pod 20 stupňů pod nulou. Nemůžeme využít veškerý dostupný výkon a musíme zůstat během rozcvičky, ale na začátku je k dispozici asi 50 „koní“ k řízení auta. Ale na druhou stranu nabídneme také zásuvnou nabíječku a zákazník bude mít možnost předehřát palivový článek. V tomto případě bude veškerá energie zpočátku k dispozici. Předehřátí lze také nastavit prostřednictvím aplikace pro chytré telefony.

Má Mercedes-Benz GLC F-Cell pohon všech kol? Jaká je kapacita lithium-iontové baterie?

Motor je na zadní nápravě, takže auto má pohon zadních kol. Baterie má čistou kapacitu 9,1 kilowatthodin.

Kde to uděláš?

V Brémách souběžně s autem se spalovacím motorem. Údaje o výrobě budou nízké, protože produkce je omezena na výrobu palivových článků.

Kam umístíte GLC F-Cell za dostupnou cenu?

Cena bude srovnatelná s cenou plug-in hybridního naftového modelu s podobnými specifikacemi. Přesnou částku vám říci nemohu, ale musí být rozumná, jinak by si ji nikdo nekoupil.

Kolik stojí Toyota Mirai téměř 70.000 XNUMX EUR?

Naše plug-in hybridní dieselové vozidlo, které jsem zmínil, bude v této oblasti k dispozici, ano.

Jaké záruky poskytnete svým klientům?

Bude mít plnou záruku. Vůz bude k dispozici v režimu leasingu s kompletními službami, který bude zahrnovat také záruky. Očekávám, že to bude asi 200.000 10 km nebo XNUMX let, ale protože to bude pronájem, nebude to tak důležité.

Kolik auto váží?

Blíží se plug-in hybridnímu crossoveru. Systém palivových článků je hmotnostně srovnatelný se čtyřválcovým motorem, plug-in hybridní systém je podobný, místo devítistupňové automatické převodovky máme na zadní nápravě elektromotor a místo plechové nádrže o benzín. nebo nafta – vodíkové nádrže z uhlíkových vláken. Je celkově o něco těžší kvůli rámu, který podpírá a chrání nádrž na vodík.

Jaké jsou podle vás hlavní charakteristiky vašeho vozidla s palivovými články ve srovnání s tím, co Asiaté již uvedli na trh?

Je zřejmé, že se jedná o plug-in hybrid, který řeší jeden z hlavních problémů ovlivňujících příjem vozidel s palivovými články. Tím, že jim poskytneme dolet na 50 kilometrů jen s baterií, bude většina našich zákazníků moci řídit bez potřeby vodíku. Pak si nedělejte starosti s nedostatkem vodíkových nabíjecích stanic. Jak se však vodíkové stanice stávají běžnějšími na dlouhých cestách, uživatel může snadno a rychle zcela naplnit nádrže.

Jaký je z hlediska provozních nákladů rozdíl mezi používáním auta s bateriemi nebo vodíkem?

Plně bateriový provoz je levnější. V Německu to stojí asi 30 centů za kilowatthodinu, což znamená asi 6 eur na 100 kilometrů. U vodíku stoupají náklady na 8–10 eur na 100 kilometrů, přičemž se vezme v úvahu spotřeba asi jednoho kilogramu vodíku na 100 kilometrů. To znamená, že jízda na vodík je zhruba o 30 procent dražší.

Rozhovor: prof. Dr. Christian Mordic, ředitel palivového článku Daimler

Christian Mordik vede divizi pohonů palivových článků Daimler a je generálním ředitelem společnosti NuCellSys, dceřiné společnosti Daimler pro palivové články a systémy skladování vodíku pro automobily. Mluvili jsme s ním o budoucnosti technologie palivových článků a předprodukční GLC F-Cell.

Elektrická vozidla s palivovými články (FCEV) jsou považována za budoucnost pohonu. Co brání tomu, aby se tato technologie stala běžnou záležitostí?

Pokud jde o tržní hodnotu systémů palivových článků pro automobily, nikdo již nepochybuje o jejich výkonu. Nabíjecí infrastruktura je i nadále největším zdrojem nejistoty zákazníků. Všude ale roste počet vodíkových pump. S novou generací našeho vozidla založenou na Mercedes-Benz GLC a integrací technologie konektivity jsme dosáhli dalšího zvýšení dosahu a možností nabíjení. Výrobní náklady jsou samozřejmě dalším aspektem, ale i zde jsme dosáhli významného pokroku a jasně vidíme, co lze zlepšit.

V současné době je vodík pro pohon palivových článků nadále převážně získáván z fosilních zdrojů energie, jako je zemní plyn. Ještě není úplně zelená, že?

Ve skutečnosti není. Ale to je jen první krok k tomu, abychom ukázali, že jízda na palivové články bez lokálních emisí může být tou správnou alternativou. I s vodíkem získaným ze zemního plynu by se emise oxidu uhličitého v celém řetězci mohly snížit o dobrých 25 procent. Je důležité, že můžeme vyrábět vodík na zeleném základě a že skutečně existuje mnoho způsobů, jak toho dosáhnout. Vodík je ideálním nosičem pro ukládání větrné a sluneční energie, které se nevyrábějí kontinuálně. Se stále rostoucím podílem obnovitelných zdrojů energie bude hrát vodík stále důležitější roli v celkovém energetickém systému. V důsledku toho bude pro sektor mobility stále atraktivnější.

Hraje zde roli vaše zapojení do vývoje stacionárních systémů palivových článků?

Přesně. Potenciál vodíku je širší než jen v automobilech, například v odvětví služeb, průmyslu a domácností, je zřejmý a vyžaduje vývoj nových strategií. Zde jsou důležitými faktory úspory z rozsahu a modularity. Společně s naším inovativním inkubátorem Lab1886 a odborníky na počítače v současné době vyvíjíme prototypové systémy pro nouzové napájení počítačových center a dalších pevných aplikací.

Jaké jsou vaše další kroky?

Potřebujeme jednotné průmyslové standardy, abychom se mohli posunout směrem k velkovýrobě vozidel. V dalším vývoji bude mít zvláštní význam snižování materiálových nákladů. To zahrnuje další zmenšování součástí a podíl drahých materiálů. Porovnáme-li současný systém se systémem F-Cell třídy B Mercedes-Benz, dosáhli jsme již hodně – již snížením obsahu platiny o 90 procent. Ale musíme jít dál. Optimalizace výrobních procesů vždy pomáhá snižovat náklady – jde však spíše o úspory z rozsahu. Spolupráce, projekty mnoha výrobců, jako je Autostack Industrie, a očekávané globální investice do technologií k tomu jistě pomohou. Domnívám se, že do poloviny příští dekády a určitě po roce 2025 význam palivových článků obecně vzroste a budou obzvláště důležité v odvětví dopravy. Nepřijde však ve formě náhlé exploze, protože palivové články na světovém trhu budou pravděpodobně i nadále zabírat pouze jednociferné procento. Ale i skromné ​​částky pomáhají stanovit standardy, které jsou zvláště důležité pro snižování nákladů.

Kdo je cílovým kupcem vozidla s palivovými články a jakou roli hraje v portfoliu pohonných jednotek vaší společnosti?

Palivové články jsou zvláště zajímavé pro zákazníky, kteří vyžadují dlouhý dojezd každý den a kteří nepoužívají vodíková čerpadla. Pro vozidla v městském prostředí je však v současné době velmi dobrým řešením akumulátorový elektrický pohon.

GLC F-Cell je díky svému plug-in hybridnímu pohonu na celém světě něčím výjimečným. Proč jste spojili technologii palivových článků a baterií?

Chtěli jsme využít hybridizace spíše než volit mezi A nebo B. Baterie má tři výhody: dokážeme rekuperovat elektřinu, při zrychlení je k dispozici další energie a dojezd se zvyšuje. Řešení konektivity pomůže řidičům v raných fázích rozvoje infrastruktury, když je síť vodíkových čerpadel stále nedostatečná. Na 50 kilometrů můžete své auto nabít doma. A ve většině případů to stačí k tomu, abyste se dostali k první vodíkové pumpě.

Je systém palivových článků více či méně složitý než moderní vznětový motor?

Palivové články jsou také složité, možná dokonce o něco menší, ale počet součástí je přibližně stejný.

A pokud porovnáte náklady?

Pokud by byl počet vyrobených plug-in hybridů a palivových článků stejný, byly by již dnes na stejné cenové úrovni.

Jsou tedy plug-in hybridní vozidla s palivovými články odpovědí na budoucnost mobility?

Určitě byste mohli být jedním z nich. Baterie a palivové články tvoří symbiózu, protože se obě technologie velmi dobře doplňují. Výkon a rychlejší odezva baterií podporují palivové články, které najdou svůj ideální provozní dosah v jízdních situacích, které vyžadují neustálé zvyšování výkonu a větší dojezd. V budoucnu bude možná kombinace flexibilních baterií a modulů palivových článků v závislosti na scénáři mobility a typu vozidla.