Mercedes-AMG C 63 S E PERFORMANCE (4.)
Az Affalterbachban kifejlesztett Formula 1™ ihlette: az AMG nagy teljesítményű akkumulátor
A villamosítási stratégia meghatározásakor kezdettől fogva világos volt, hogy minden lényeges komponenst Affalterbachban fejlesztenek. Ezek közé tartozik az AMG nagy teljesítményű akkumulátor (HPB). A lítium-ion energiatároló rendszer fejlesztését a Mercedes-AMG Petronas F1 Team Formula 1™ hibrid versenyautóiban bevált technológiák ihlették. A fejlesztés során a brixworthi High Performance Powertrains (HPP) Formula 1™ motorműhely szakértői intenzíven eszmecserét folytattak a Mercedes-AMG-vel Affalterbachban. A nagy teljesítményű AMG akkumulátor a gyakran egymás után előhívható nagy teljesítményt a kis tömeggel kombinálja, hogy növelje a jármű általános teljesítményét. Ehhez járul még a gyors energiafelvétel és a nagy teljesítménysűrűség. Ez azt jelenti, hogy például dombos terepen, lendületes vezetés közben a vezetők azonnal kihasználhatják a teljes erőpotenciált emelkedőn, miközben lefelé haladva erős a regenerálódás.
70 kW folyamatos teljesítmény és 150 kW csúcsteljesítmény
A C 63 S E PERFORMANCE nagy teljesítményű akkumulátora 6,1 kWh kapacitást, 70 kW folyamatos teljesítményt és 150 kW csúcsteljesítményt kínál tíz másodpercig. Az alacsony, mindössze 89 kilogrammos tömeg lehetővé teszi a nagyon magas, 1,7 kW/kg teljesítménysűrűséget. Összehasonlításképpen: a hagyományos akkumulátorok a cellák közvetlen hűtése nélkül elérik ennek az értéknek körülbelül a felét. A töltés a 3,7 kW-os beépített váltóáramú töltőn keresztül, töltőállomáson, fali dobozon vagy háztartási aljzaton keresztül történik. Az akkumulátort gyors teljesítmény-leadásra és fogyasztásra tervezték, nem pedig a lehető leghosszabb hatótávra. Mindazonáltal a 13 kilométeres elektromos hatótávolság praktikus mozgási sugarat tesz lehetővé, például csendes és teljesen elektromos vezetésnél a lakónegyedből a város szélére vagy az autópályára.
Az innováció folyamatos ösztönzése: az akkumulátorcellák közvetlen hűtése
Az AMG 400 V-os akkumulátor nagy teljesítményének alapja az innovatív közvetlen hűtési rendszer: első ízben az elektromosan nem vezető folyadékon alapuló, csúcstechnológiás hűtőfolyadék körbefolyik mind az 560 cellát, és külön-külön hűti azokat. Minden akkumulátornak meghatározott hőmérsékletre van szüksége az optimális energiaellátáshoz. Ha az energiatároló egység túl hideg vagy túl meleg lesz, átmenetileg észrevehetően elveszíti teljesítményét, vagy le kell kapcsolni, hogy ne sérüljön meg, ha a hőmérséklet túl magas. Az akkumulátor állandó hőmérséklete ezért döntően befolyásolja annak teljesítményét, élettartamát és biztonságát. A hagyományos hűtőrendszerek, amelyek csak levegővel, vagy a teljes akkumulátorcsomagot közvetve vízzel hűtik, gyorsan elérik korlátaikat – különösen, mivel a követelmények folyamatosan nőnek az egyre növekvő energiasűrűségű cellák miatt. Ha a hőkezelés nem tölti be optimálisan funkcióját, az akkumulátor idő előtti elöregedésének veszélye áll fenn.
A közvetlen hűtéshez az AMG szakembereinek új, mindössze milliméter vastagságú hűtőmodulokat kellett kifejleszteniük. Körülbelül 14 liter hűtőfolyadék kering felülről lefelé a teljes akkumulátoron keresztül minden cellán keresztül egy speciálisan kifejlesztett, nagy teljesítményű elektromos szivattyú segítségével, amely szintén az akkumulátorhoz közvetlenül csatlakoztatott olaj/víz hőcserélőn keresztül áramlik. Ez a hőt a jármű két alacsony hőmérsékletű körének (LT) egyikébe vezeti. Innen továbbmegy az autó elején található LT hűtőhöz, amely a hőt a környező levegőbe engedi. A rendszert úgy tervezték, hogy egyenletes hőeloszlást biztosítson az akkumulátorban.
Az eredmény az, hogy az akkumulátor mindig egy állandó, átlagosan 45 Celsius fokos optimális üzemi hőmérsékleti ablakon belül van, függetlenül attól, hogy milyen gyakran töltik vagy merítik. Könnyen előfordulhat, hogy nagy sebességgel haladva túllépik az átlaghőmérsékletet. A védelmi mechanizmusok ezért úgy vannak beállítva, hogy a maximális teljesítményt le lehessen vonni az akkumulátorból, hogy a közvetlen hűtéssel később ismét csökkenjen a hőmérséklet. A hagyományos hűtőrendszerek ezt nem tudják megbirkózni, az akkumulátor pedig már nem tudja teljesen kihasználni kapacitását. Nem úgy, mint az AMG High Performance Battery: még a versenypályán hibrid üzemmódban megtett gyors körök során is, ahol gyakori a gyorsítás (lemerült az akkumulátor) és a lassítás (az akkumulátor fel van töltve), az energiatároló rendszer megőrzi nagy teljesítményű kapacitását.
Csak a hatékony közvetlen hűtés teszi lehetővé nagyon nagy teljesítménysűrűségű cellák használatát. Ennek az egyedi megoldásnak köszönhetően az akkumulátorrendszer különösen könnyű és kompakt. A kis tömeg az anyagtakarékos gyűjtősín-koncepciónak és az alumíniumház könnyű, mégis erős ütközési szerkezetének is köszönhető. Ez biztosítja a legmagasabb szintű biztonságot.
Működési stratégia: elektromos áram mindig rendelkezésre áll
Az alapvető működési stratégia a Mercedes-AMG Petronas Formula 1™ versenyautó hibrid erőforrásából származik. Akárcsak a motorsport csúcskategóriájában, a maximális meghajtás mindig elérhető, ha a sofőr kick-down hatására felhívja – a kanyarokból való erőteljes kigyorsításhoz vagy a gyors előzéshez. Az elektromos energia mindig igénybe vehető és gyakran újratermelhető a nagy regenerációs teljesítmény és az igény szerinti újratöltés révén. Az autó sajátos akkumulátor-koncepciója optimális kompromisszumot tesz lehetővé a maximális menetdinamika és a kortárs hatékonyság között. Minden komponens intelligensen összehangolt egymással: a teljesítménynövekedés közvetlenül tapasztalható.
