Супер технологии в бъдещия електрически Mercedes F125

На невероятния си щанд на Автосалон Франкфурт 2011 Mercedes-Benz представя своята бъдеща концепция F125! (“125 в чест на 125 години от създаването на автомобила) – зареждаем хибрид с горивни клетки с пробег над 1,000 км, но с поглед по към 2025 г. че и нататък…

F125!, предназначен да демонстрира индивидуална мобилност без емисии в луксозния сегмент в бъдеще, комбинира вече доста доказани концепции с технологии, които все още не са внедрени, но за които първоначални проучвания показват солиден бъдещ потенциал и съответно реалистичен шанс за прилагане в бъдещи пазарни модели, според Mercedes-Benz. Сред новите неща са:

• Логично продължаващо развитие на задвижващата система с горивни клетки в комбинация със зареждаемата технология.

• Нова технология за съхранение на водород: структурно интегриран резервоар за съхранение на водород с метално органична структура ({tooltip}MOF{end-link}Metal Organic Framework{end-tooltip}).

• Литиево-серни батерии, които Mercedes-Benz тества паралелно с продължаващи разработки на настоящите литиево-йонни батерии и проучвания на технологии за литиево-въздушни батерии. Високоволтовите литиево-серни батерии имат специфична енергийна плътност от 350 Вч/кг на ниво клетка, което осигурява значително по-високи нива на регенериране в комбинация с e4MATIC задвижването на четирите колела.

Система на горивните клетки

В новия проучвателен прототип на Mercedes-Benz, комплектът горивни клетки е разположен централно разположен под предния капак, докато компактните електромотори са монтирани близо до предната и задната ос. Композитният водороден резервоар в централния тунел, между предните седалки и пода, е с капацитет 7.5 килограма и защитен от удар при катастрофа.

Задвижващата система разчита на по-нататъшното развитие на комплекта горивни клетки на Mercedes-Benz, вече демонстрирал своята ефективност и пригодността си за ежедневна употреба в успешния B-Class F-CELL световен тур по-рано тази година.

Горивните клетки на F 125!, допълнително усъвършенствани по отношение на производителността, разхода и практичността, осигуряват енергията за задвижване на четирите електромотора, монтирани близо до колелата. Модулната e4MATIC система, която също идва с подобрени компоненти, но от предстоящия SLS AMG E-CELL, генерира непрекъсната мощност от 170 кВ (231 кс), с пикова мощност от 230 кВ (313 кс). В резултат, F125! ускорява до 100 км/ч за 4.9 секунди и развива максимална скорост от 220 км/ч. NEDC разходът на гориво е 0.79 килограма водород на 100 км (= 2.7 литра дизелов еквивалент).

Система за съхранение на водород

Структурно интегрираният композитен водороден резервоар на F125!, за първи път интегриран в структурата на купето за първи път досега, е базиран с метално органична структура (MOF). Тя е пореста и се състои от множество, винаги идентични базови компоненти и може да се вгражда по много начини на модулен принцип. Самата структура е изградена от възлови точки, известни като изграждащи структурни единици ({tooltip}SBUs{end-link}Structural Building Units{end-tooltip}). Свързващият елемент между тези възлови точки е оформен от органични молекули, известни като Linkers. Този структурен принцип прави възможно създаването на солидни конструкции с изключително големи специфични повърхностни зони, което от своя страна е база за огромен капацитет за съхранение на водород.

С вътрешни повърхности до 10,000 m² на грам – текущият статус на разработката и метално органичните структури са атрактивни за множество приложения като почистване на горивни клетки и, в случая с F125!, като съхраняваща среда за газове. Метално органичните структури могат да се използват като контейнери под налягане (30-80 бара), но за по-голяма плътност на съхранението и като нискотемпературни резервоари около 196°C, което е значително над 20 K точката на кипене° на водорода.

Тези параметри и променливата форма на метално органичните структури позволяват монтажни позиции според дизайна на превозните средства. Това означава, че бъдещите метално органични структури могат да се монтират гъвкаво в структурите на купетата. Ето някои ключови предимства на това решение:

• С по-малко монтажно място благодарение на по-добрата адаптируемост се увеличава обема за пътниците.

• Ниската монтажна позиция спомага за снижаване центъра на тежестта, с положителен ефект върху динамиката на управлението.

• Пълна интеграция в структурата на купето осигурява максимална защита при удар и оперативна безопасност.

Д-р Томас Вебер, член на управителния борд на Daimler AG, отговарящ за отдел Group Research and Mercedes-Benz Cars Development, с използването на тези тези технологии бъдещите коли със системи от горивни клетки могат да постигнат оперативния пробег на сегашните дизелови модели, без загуба на вътрешно пространство. На база сегашното ноу-хау на компанията, специалистите на Mercedes-Benz смята, че ще успеят да развият тази технология до серийно производство от 2025 г.

Резервоарът, интегриран в пода има капацитет от около 7.5 кг водород. В сравнение с резервоарите под високо налягане използвани днес, H₂ резервоарът изисква по-малко монтажно пространство. Това е така, защото за да издържат на налягане до 700 бара, сегашните резервоари трябва да имат цилиндрична форма, което оставя празнини между отделните резервоари, монтирани над или един до друг. Обратно, резервоарите, които могат да се пълнят при налягане до 30 бара или по-малко, могат да се интегрират по-добре в купето, като в същото време играят ролята и на структурни компоненти.

Литиево-серната батерия за F125! има 10 кВтч капацитет и е монтирана зад задните седалки. Комбинацията между системата от горивни клетки и литиево-серната батерия прави възможен общ пробег от 1,000 км, 50 км от които само на електроенергия.

Батерията може да се зарежда индуктивно на интелигентни зарядни станции и удобният заряден процес може да бъде следен от мобилен телефон. При създаването на F125!, разработчиците са работили върху предположението, че по времето, когато технология влезе в масово производство, този тип батерии ще има енергийна плътност до 350 Вч на кг, което е около два пъти повече от сегашната плътност. Според Daimler обаче, истинският потенциал на тази технология е обект на елементарни изследвани и е все още трудно постижим на този етап.

Структура на купето

Прототипът комбинира усъвършенствано електрозадвижване и каросерийни технологии с уникален контрол и демонстрационни концепции. Купето е с лека хибридна конструкция с висока пропорция на пластмаси от усилени влакна и интелигентен микс от карбонови влакна, алуминий и високоякостни стомани, с което се постига значително намаляване на теглото при допълнително значително подобрение на безопасността. Супер усилената конструкция със системи за реакция при катастрофа във вратите позволява премахването на колонките между вратите, както и използването на вертикално отварящи се врати за услеснен достъп до четирите места.

Телематика и асистент системи

F125! дава поглед върху бъдещите телематични и системи за подпомагане на шофьора на Mercedes-Benz. По желание на водача, F125! можеда извършва сам често практикуваните маневри в движение.

Усъвършенстван асистент за шофиране сменя сам лентите в многолентов път и на бъдещ развоен етап ще може да извършва задминавания. С радио базирана връзка с обкръжаващата среда (Car-to-X communication), F125! може също така да обменя информация с други превозни средства, специално оборудвана инфраструктура, включително светофарни уредби или предупредителни сигнали и центрове за контрол на трафика. Сред специфичните приложения са предупреждение за приближаване на аварийни превозни средства доста преди водача да може да ги види или чуе, напомняне, че други превозни средства имат предимство на пътни възли или препятствия по пътя.

Хм, 2025 г. е малко далеч, затова с надежда някоя от (особено най-последните) функции да влезе в производство, ще наблюдаваме отблизо техническите информационни бюлетини, за да ви информираме в аванс.

[От: Green Car Congress]