Bez kompromisów: technologia hybrydowa plug-in
Dla wielu z nas samochody elektryczne nie są zgodne z naszymi codziennymi potrzebami: martwimy się zasięgiem i niewystarczającą infrastrukturą ładowania. To ograniczenie naszej indywidualnej mobilności jest sprzeczne z napędem elektrycznym ponieważ nie idziemy na kompromisy w kwestii samochodu. Ale w rzeczywistości nie musielibyśmy: ponieważ dzięki hybrydom plug-in możemy zrobić jedno i drugie.
W pełni elektryczna jazda do miasta, siłowni, przedszkola czy supermarketu oraz jazda na długich dystansach z mocnym silnikiem spalinowym na wakacyjne podróże lub spontaniczny weekendowy wypad w góry. Plug-in hybrid spełnia wszystkie te wymagania. Spotkaliśmy się z Jochenem Eckiem, aby dowiedzieć się, jak działa technologia w naszym segmencie samochodów kompaktowych i dlaczego hybrydy typu plug-in zwiększają wydajność pojazdu. W Mercedes-Benz Jochen Eck jest szefem działu testów dla samochodów kompaktowych, a tym samym odpowiada za Klasy A i B, a także CLA i GLA z EQ Power. Zespół Jochena sprawdza właściwości jezdne prototypów i zapewnia, że wszystkie komponenty (na przykład silnik elektryczny) i aplikacje (takie jak funkcjonalne współdziałanie silnika spalinowego i elektrycznego) samochodu działają prawidłowo – zarówno w mroźnej Szwecji, jak i płomienny upał Nevady.
Technologia hybrydowa plug-in: jak to działa w kompaktowych samochodach Mercedes-Benz?
W przeciwieństwie do konwencjonalnego silnika spalinowego, samochody hybrydowe typu plug-in są dodatkowo napędzane silnikiem elektrycznym, który czerpie energię z akumulatora litowo-jonowego. Akumulator można ładować zarówno silnikiem spalinowym, jak i na stacji ładowania. To stąd wywodzi się termin Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) i to, co odróżnia „hybrydy plug-in” od w pełni hybrydowych pojazdów, których akumulator można ładować tylko za pomocą silnika spalinowego i poprzez rekuperację.
„Kompaktowe samochody Mercedes-Benz są obsługiwane w technologii plug-in trzeciej generacji. “, Wyjaśnia Jochen Eck. „Charakteryzuje się przede wszystkim mocnym silnikiem elektrycznym o mocy 75 kW, który daje dużo radości. A także akumulator, który zapewnia zasięg elektryczny do 79 kilometrów (NEDC), wystarczający do codziennych dojazdów do pracy ”. Jednocześnie samochód nie oferuje znacznie mniej miejsca: wydech nie kończy się z tyłu pojazdu, ale w centralnie umieszczonym wylocie pod podłogą pojazdu. Zbiornik paliwa jest zintegrowany z tylną osią i zapewnia miejsce pod tylnymi siedzeniami, gdzie jest wbudowany akumulator. Dlatego pojemność bagażnika jest nieco mniejsza w porównaniu z kompaktowymi modelami bez silników hybrydowych.
Jochen Eck wyjaśnia technologię napędu hybrydowego trzeciej generacji.
Silnik elektryczny
W samochodach kompaktowych silniki nie są instalowane wzdłużnie, ale poprzecznie. Hybrydy plug-in mają czterocylindrowy silnik o pojemności 1,33 litra i dwusprzęgłową skrzynię biegów 8G-DCT. Silnik elektryczny znajduje się między silnikiem spalinowym a przekładnią. Osiąga 75 kW, co razem z czterocylindrowym silnikiem daje moc systemową 160 kW (218 KM). Kompaktowe hybrydy nie mają oddzielnego rozrusznika 12 V; silnik spalinowy jest uruchamiany przez silnik elektryczny.
Bateria i ładowarki
Wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy jest chłodzony wodą i waży około 150 kg. Ma całkowitą pojemność około 15,6 kWh i może być ładowany z zewnętrznego źródła energii elektrycznej (stacja ładująca, wallbox lub gniazdko domowe) prądem stałym (DC) i zmiennym (AC). Przy ładowaniu prądem stałym akumulator można naładować od 10 do 80 procent SoC (Status ładowania określa stan ładowania w odniesieniu do pojemności akumulatora) w około 25 minut. Przy ładowaniu prądem przemiennym w Wallbox 7,4 kW akumulator można naładować w ciągu 1 godziny i 45 minut od 10 do 100 procent SoC. W ten sposób ładowanie jest łatwo zintegrowane z życiem codziennym – o ile supermarket, parking miejski lub parking dla pracowników oferują (wystarczającą) liczbę stacji ładowania. W domu akumulator można w pełni naładować z konwencjonalnego domowego gniazdka w ciągu 5 godzin.
Ale w jaki sposób energia elektryczna przenosi się ze źródła energii do akumulatora? Z ładowarkami zainstalowanymi w pojeździe: ładowarka AC 7,4 kW przekształca pobierany prąd przemienny z gniazdka domowego, Wallbox lub stacji ładującej na prąd stały i ładuje akumulator o mocy ładowania do 7,4 kW. Ciekawostka: moc ładowania zwykłej ładowarki do smartfonów wynosi około 18 watów. Tak więc moc ładowania ładowarki AC 7,4 kW odpowiada około 411 ładowarkom do smartfonów.
Gdy liczy się czas, ładowarka DC oferuje możliwość ładowania akumulatora mocniejszym prądem stałym (DC). W tym przypadku prąd stały przenosi się bezpośrednio ze stacji szybkiego ładowania DC do akumulatora – ładowarka DC tylko komunikuje się ze stacją ładującą i dostosowuje prąd stały do mocy ładowania do 24 kW.
Elektronika mocy i konwerter DC / DC
Centrum sterowania pomiędzy silnikiem elektrycznym a akumulatorem to tak zwana energoelektronika ze zintegrowanym przetwornikiem DC / DC, zwana również przetwornicą prądu stałego. Dzięki ładowarkom energia elektryczna jest teraz oszczędzana wewnątrz akumulatora. Zadaniem energoelektroniki i przetwornika DC / DC jest dostarczenie tej mocy elektrycznej dla dwóch różnych obwodów elektrycznych: z jednej strony dla pokładowego systemu elektrycznego 12-woltowego, który zasila odbiorniki, takie jak MBUX, elektryczna klimatyzacja przed wejściem lub reflektory. Z drugiej strony dla obwodu wysokiego napięcia, który nie tylko dostarcza moc do silnika elektrycznego, a tym samym generuje napęd. Ale także zamienia energię hamowania na energię elektryczną w celu naładowania akumulatora. W zależności od celu
|Energoelektronika ze zintegrowanym przetwornikiem DC / DC dostarcza energię elektryczną z akumulatora: w zależności od jego przeznaczenia w 400 V dla silnika elektrycznego lub 12 V dla |pokładowej instalacji elektrycznej.
Wydajna moc elektryczna
„Nasze samochody kompaktowe z EQ Power są ogólnie bardzo wydajne ”- mówi Jochen Eck. „Nie tylko ze względu na moc silnika elektrycznego i akumulatora, ale także dlatego, że używamy obu komponentów do rekuperacji”. Rekuperacja to regeneracja energii hamowania, która umożliwia ładowanie akumulatora podczas jazdy: podczas hamowania lub toczenia energia jest odzyskiwana i magazynowana w akumulatorze. W sumie hybrydy plug-in mają pięć różnych programów jazdy. W wersji Comfort nacisk kładziony jest na dynamikę jazdy w połączonym trybie jazdy, a w trybie ECO priorytetem jest jazda na napędzie elektrycznym. W Sporcie preferowana jest jazda z silnikiem spalinowym. Jeśli potrzebujesz oszczędzać zasięg elektryczny podczas długich podróży, np. Podczas jazdy miejskiej z napędem elektrycznym do celu, tryb jazdy Battery Level utrzymuje stan naładowania akumulatora na stałym poziomie, wykorzystując wyłącznie silnik spalinowy.
Maksymalna moc elektryczna jest dostępna w trybie jazdy Electric z napędem w pełni elektrycznym. Silnik spalinowy włącza się tylko wtedy, gdy np. Kierowca wykona kickdown. Ponadto za pomocą manetek na kierownicy można indywidualnie wybrać pięć różnych poziomów rekuperacji: DAUTO, D +, D, D- i D–. Jochen Eck sugeruje: „Szczególnie podczas codziennej jazdy DAUTO jest bardzo wygodny, ponieważ kierowca może całkowicie pozostawić rekuperację pojazdowi. Automatycznie decyduje, czy rekuperacja jest możliwa, a jeśli tak, to na jakim poziomie. W zależności od poprzedzających pojazdów, które są stale monitorowane za pomocą radaru ”.
Inteligentna strategia operacyjna
Odwrócenie uwagi od samochodu jest również możliwe dzięki inteligentnej, opartej na trasach strategii operacyjnej. Na podstawie danych nawigacyjnych, topografii, ograniczeń prędkości i warunków drogowych decyduje, które odcinki planowanej trasy są najbardziej odpowiednie do jazdy na napędzie elektrycznym, a które nie. Jochen Eck wyjaśnia: „Wprowadź cel podróży do systemu nawigacji i ruszaj w drogę. Pojazd automatycznie wybierze najbardziej efektywną strategię działania: do jazdy po autostradzie wybierany jest silnik spalinowy, do jazdy miejskiej na pierwszym miejscu jest akumulator. Zawsze dążymy do osiągnięcia maksymalnej wydajności pojazdu ”. Ponadto MBUX wspiera kierowcę w znalezieniu stacji ładowania – na trasie lub w miejscu docelowym. „Dzięki temu korzystanie z hybrydy typu plug-in jest jeszcze wygodniejsze” – mówi Jochen Eck.
Nieważne, czy jeździsz na długich czy krótkich dystansach: kompaktowe hybrydy plug-in są wydajne i inteligentne – nie pomimo, ale dzięki napędowi elektrycznemu. Dlatego nie musimy rezygnować z mobilności elektrycznej.
