A Mercedes-AMG ONE-ról
A Mercedes-AMG ONE E PERFORMANCE hibrid hajtása közvetlenül a Forma-1-ből származik, és a brixworthi Mercedes-AMG High Performance Powertrains szakértőivel szoros együttműködésben valósult meg. Magasan integrált és intelligens hálózatba kapcsolt egységből áll, amely egy hibrid, turbófeltöltésű belsőégésű motorból és összesen négy elektromos motorból áll. Az egyiket a turbófeltöltőbe integrálták, a másikat közvetlenül a belső égésű motorra szerelték fel, a forgattyúházhoz kapcsolódva, a maradék két motor pedig az első kerekeket hajtja.
Az 1,6 literes V6-os hibrid benzinmotor elektromos rásegítésű egyszeres turbófeltöltéssel technológiájában megfelel a jelenlegi Forma-1-es erőforrásnak. A négy felső vezérműtengelyt homlokkerekek hajtják. A nagy motorfordulatszám elérése érdekében a mechanikus szeleprugókat pneumatikus szeleprugókra cserélték. A motor középső pozíciójában, a hátsó tengely elé szerelt motor 11 000-es fordulatszámig fordul. A hosszabb élettartam és a kereskedelmi szuper plusz benzin használata érdekében azonban szándékosan az F1-es fordulatszám határa alatt marad.
A nagy fordulatszámú erőforrást csúcstechnológiás turbófeltöltő erősíti. A kipufogógáz-turbina és a kompresszorturbina egymástól távol van elhelyezve, és tengely köti össze. Ez lehetővé teszi a turbófeltöltő alacsonyabb beépítési helyzetét. A tengelyen van egy kb. 90 kW-os villanymotor. Elektronikusan vezérelve, ez közvetlenül hajtja meg a turbófeltöltő tengelyét, és 100 000 fordulat/percre gyorsítja a kompresszor kerekét, mielőtt a kipufogógáz áramlása átveszi az irányítást. Ennek az egységnek a Forma 1-es jelölése MGU-H (Motor Generator Unit Heat).
Villámgyors reakció, gyorsabb, mint egy szívó V8-as motor
A fő előny: a reakció jelentősen javul, azonnal az alapjárati fordulatszámtól (amikor a kipufogógáz áramlása még mindig gyenge) a teljes fordulatszám-tartományban. Az 1,6 literes V6-os motor még spontánabban reagál a gázpedál parancsaira, miközben az általános vezetési élmény rendkívül dinamikus. Ezenkívül a kipufogógáz-turbófeltöltő villamosítása nagyobb nyomatékot tesz lehetővé alacsony motorfordulatszámon. Ez növeli a mozgékonyságot és optimalizálja a gyorsulást is. Még akkor is, ha a vezető leveszi a lábát a gázpedálról vagy fékez, a technológia folyamatosan képes fenntartani a töltőnyomást. Ez biztosítja a folyamatos közvetlen reakciót.
A Mercedes-AMG ONE elektromos kipufogógáz-turbófeltöltőjének van még egy előnye: a kipufogógáz-áramból származó többletenergia egy részét generátorként elektromos energia előállítására használja fel. Ezt vagy a nagyfeszültségű lítium-ion akkumulátorban tárolják, vagy az elektromos első tengelyre vagy a belső égésű motor elektromos motorjára (MGU-K = Motor Generator Unit Kinetic) táplálják. Az MGU-K 120 kW teljesítményű, közvetlenül a belső égésű motoron van elhelyezve, és a főtengelyhez egy homlokkerekes hajtóműrendszeren keresztül csatlakozik – ez egy másik technológia, amely maximális hatékonyságot és teljesítményt biztosít a Forma-1-ben.
A turbófeltöltés és a közvetlen befecskendezés porlasztóvezérelt égéssel nemcsak nagy teljesítményt tesz lehetővé, hanem növeli a termodinamikai hatékonyságot is, így csökkenti az üzemanyag-fogyasztást és a kipufogógáz-kibocsátást. A nagy teljesítményű hathengeres motor két befecskendező rendszerrel rendelkezik. A közvetlen befecskendezés akár 270 bar nyomáson juttatja az üzemanyagot az égésterekbe. Ez időnként többszörös folyamat, és szükség szerint a motorvezérlő rendszer vezérli. A kiegészítő nyílásos befecskendezés a motor nagy fajlagos teljesítményének eléréséhez és a kipufogógáz-kibocsátási határértékek betartásához szükséges.
Ehhez járul még a rendkívül összetett és hatékony kipufogógáz-tisztító rendszer négy előmelegített fémkatalizátorral, két kerámia katalizátorral és két benzines részecskeszűrővel. A négy, 16 kW-os kombinált fűtőelem lehetővé teszi az EU6 kipufogógáz-kibocsátási határértékek betartását valós vezetési körülmények között (RDE). A kipufogógáz-tisztító rendszer is ellennyomásra optimalizált, hogy elkerülje az energiaveszteséget. Ez vonatkozik a könnyű titánból készült nagyméretű hátsó hangtompítóra is.
Új összkerékhajtás tisztán elektromos hajtású első tengellyel
Az első tengelyen található két 120 kW-os villanymotor akár 50 000 ford./perc rotorfordulatszámot is elér. Mindegyik egy reduktorral csatlakozik az első kerekekhez. Az így tisztán elektromosan meghajtott első tengely minden esetben kerékszelektíven működik, így lehetővé teszi az egyedi nyomatékelosztást a különösen magas menetdinamika érdekében (“nyomatékvektorálás”). A két villanymotor emellett lehetővé teszi a fékezési energia optimális felhasználását a regenerálódáshoz – akár 80 százalékig mindennapi vezetési körülmények között. Ez az energia az akkumulátorban tárolódik, és hosszabb elektromos hatótávolsághoz vagy nagyobb hajtási teljesítményhez áll rendelkezésre. Minden villanymotort saját teljesítményelektronika vezérel, amely a padlószerelvényben található elektromos motorok közvetlen közelében található.
Nagy teljesítményű akkumulátor Formula 1 technológiával
A lítium-ion energiatároló rendszer is a Mercedes-AMG speciális fejlesztése. Technológiája már a Mercedes-AMG Petronas F1 Team Formula 1 hibrid versenyautóiban a legkeményebb körülmények között is bevált, és megtalálható a Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE akkumulátorában is. Az AMG High Performance Battery a nagy teljesítményt, amelyet gyakran egymás után le lehet hívni, a kis tömeggel egyesíti az általános teljesítmény növelése érdekében. 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.
Az akkumulátorcellák elrendezése és a cellahűtés a Mercedes-AMG Forma-1-es versenyautóját tükrözi. A mindennapi használatra azonban számuk sokszorosa a Mercedes-AMG ONE-ban. A 8,4 kWh teljesítmény 18,1 kilométeres tisztán elektromos hatótávolságra elegendő. A töltés váltakozó árammal és az integrált 3,7 kW-os beépített töltővel történik. Ezenkívül az akkumulátort friss energiával lehet ellátni rekuperáción keresztül vagy a belső égésű motorból. A lítium-ion, nagyfeszültségű akkumulátor és a 12 V-os fedélzeti elektromos rendszert támogató és feltöltő DC/DC átalakító helytakarékos konfigurációban kapott helyet a jármű padlójában, az első tengely mögött.
A nagyfeszültségű akkumulátor innovatív közvetlen hűtése
Az akkumulátor nagy teljesítményének alapja az innovatív közvetlen hűtés: A csúcstechnológiás hűtőfolyadék körbefolyik az összes cellát, és külön-külön hűti azokat. Háttér: Minden akkumulátornak meghatározott hőmérsékletre van szüksége az optimális energiaellátáshoz. Ha az akkumulátor túl hideg vagy túl meleg lesz, időnként észrevehetően elveszíti az energiát, vagy szabályozni kell, hogy elkerülje a túlmelegedés miatti károsodást. Az akkumulátor egyenletes hőmérséklete ezért döntően befolyásolja annak teljesítményét, élettartamát és biztonságát.
A hűtőfolyadék felülről lefelé kering a teljes akkumulátoron keresztül az egyes cellákon keresztül egy nagy teljesítményű elektromos szivattyú segítségével, valamint egy közvetlenül az akkumulátorhoz csatlakoztatott hőcserélőn keresztül is áramlik. A rendszert úgy tervezték, hogy egyenletes hőeloszlást biztosítson az akkumulátorban. Az eredmény az, hogy az akkumulátor állandó, átlagosan 45 Celsius fokos optimális üzemi hőmérsékleti ablakban van – függetlenül attól, hogy milyen gyakran töltik vagy merítik. Könnyen előfordulhat, hogy nagy sebességgel haladva túllépik az átlaghőmérsékletet. A védelmi mechanizmusok ezért úgy vannak kialakítva, hogy az akkumulátor maximális teljesítményét érje el, és a hőmérsékletet ezt követően a közvetlen hűtés csökkenti.
Csak a 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. További jellemzője a hajtásrendszer magas feszültsége, amely a szokásos 400 volt helyett 800 volton működik. A magasabb feszültségszinteknek köszönhetően jelentősen csökkenthető például a kábelátmérők, így tervezési hely és súly takarítható meg.
Intelligens működési stratégiák az optimális teljesítmény és hatékonyság érdekében
Összességében a High Performance Plug-in Hybrid Drive System számos intelligens működési stratégiát kínál, amelyek optimálisan illeszkednek a különböző alkalmazási forgatókönyvekhez. A vezetési programok a tisztán elektromos üzemtől a rendkívül dinamikus üzemmódig (Strat 2) terjednek, ami megfelel a Forma-1-ben használt beállításnak, amely a lehető legjobb köridőt éri el. A rendszer magas összetettsége ellenére a vezető mindig a teljesítmény és a hatékonyság optimális kombinációját kapja – az aktuális igényektől függően.
[1]Az üzemanyag-fogyasztásra és a CO2-kibocsátásra vonatkozó adatok előzetesek, és belsőleg határozták meg a „WLTP vizsgálati eljárás” tanúsítási módszerével összhangban. A műszaki szolgálat által megerősített értékek, illetve az EK-típusjóváhagyás vagy a hivatalos értékeknek való megfelelőségi tanúsítvány még nem állnak rendelkezésre. A megadott és a hivatalos adatok között eltérések lehetségesek.
