Mercedes-Benz GLC F-Cell kombinuje 24 rokov skúseností

V porovnaní s automobilom Mercedes s palivovými článkami predchádzajúcej generácie (trieda B, ktorý je v malom počte k dispozícii od roku 2011) je systém palivových článkov o 30 percent kompaktnejší a je možné ho nainštalovať do bežného motorového priestoru a súčasne vyvinúť o 40 percent vyšší výkon. ... Palivové články majú v sebe zabudovaných o 90 percent menej platiny a sú tiež o 25 percent ľahšie. Prototyp GLC F-Cell s krútiacim momentom 350 Newton metrov a výkonom 147 kilowattov reaguje okamžite na plynový pedál, ako sme boli svedkami ako hlavný inžinier na 40-kilometrovom okruhu. Stuttgart. Dojazd v režime H2 je 437 kilometrov (NEDC v hybridnom režime) a 49 kilometrov v režime batérie (NEDC v režime batérie). A vďaka dnešnej konvenčnej technológii vodíkovej nádrže s kapacitou 700 barov je možné GLC F-Cell nabiť za tri minúty.

Plug-in hybridný palivový článok kombinuje výhody oboch technológií jazdy s nulovými emisiami a optimalizuje využitie oboch zdrojov energie tak, aby spĺňal aktuálne požiadavky na jazdu. V hybridnom režime je vozidlo poháňané obidvoma zdrojmi energie. Špičková spotreba energie je riadená batériou, takže palivové články môžu pracovať s optimálnou účinnosťou. V režime F-Cell elektrická energia z palivových článkov neustále udržuje vysokonapäťovú batériu nabitú, čo znamená, že elektrina z vodíkových palivových článkov sa takmer výlučne používa na jazdu, čo je ideálny spôsob, ako ušetriť elektrickú energiu z batérie pri určitej jazde. situácií. V režime batérie je vozidlo poháňané výlučne elektrinou. Elektromotor je poháňaný batériou a palivové články sú vypnuté, čo je najlepšie na krátke vzdialenosti. Nakoniec existuje režim nabíjania, v ktorom má nabíjanie vysokonapäťovej batérie prioritu, napríklad keď chcete batériu nabiť na maximálny celkový rozsah pred vybíjaním vodíka. Takýmto spôsobom si tiež môžeme vybudovať rezervu sily pred vystúpením alebo pred veľmi dynamickou jazdou. Hnacie ústrojenstvo GLC F-Cell je veľmi tiché, čo sme očakávali, a zrýchlenie je okamžité, hneď ako stlačíte plynový pedál, ako je to v prípade elektrických vozidiel. Podvozok je upravený tak, aby zabránil prílišnému nakláňaniu karosérie a funguje veľmi uspokojivo, a to aj vďaka ideálnemu rozloženiu hmotnosti medzi obe nápravy takmer 50-50.

Čo sa týka regenerácie energie, nabitie batérie kleslo z 30 na 91 percent pri jazde do kopca už po 51 kilometroch, pri jazde z kopca kvôli brzdeniu a rekuperácii však opäť stúplo na 67 percent. V opačnom prípade je pohon možný s tromi stupňami regenerácie, ktoré ovládame pomocou páčok vedľa volantu, veľmi podobných tým, na ktoré sme zvyknutí v autách s automatickou prevodovkou.

Spoločnosť Mercedes-Benz predstavila svoje prvé vozidlo s palivovými článkami v roku 1994 (NECA 1), po ktorom nasledovalo niekoľko prototypov vrátane modelu Mercedes-Benzon triedy A v roku 2003. V roku 2011 spoločnosť zorganizovala cestu okolo sveta. F-Cell World Drive a v roku 2015 v rámci štúdie F 015 Luxury and Motion predstavili plug-in hybridný systém palivových článkov pre 1.100 XNUMX kilometrov s nulovými emisiami. Rovnaký princíp teraz platí aj pre Mercedes-Benz GLC F-Cell, ktorý by mal v limitovaných edíciách vyjsť na cestu do konca tohto roka.

Vodíkové nádrže vyrobené v Mannheime sú inštalované na bezpečnom mieste medzi dvoma nápravami a sú navyše chránené pomocným rámom. V závode Daimler v meste Untertürkheim sa vyrába celý systém palivových článkov a zásoba približne 400 palivových článkov pochádza zo závodu Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) v Britskej Kolumbii, prvého závodu, ktorý sa výlučne zaoberá výrobou a montážou paliva. hromady buniek. Nakoniec: lítium-iónová batéria pochádza z dcérskej spoločnosti Daimler Accumotive v nemeckom Sasku.

Rozhovor: Jürgen Schenck, riaditeľ programu elektrických vozidiel v spoločnosti Daimler

Jednou z najnáročnejších technických prekážok v minulosti bola prevádzka systému pri nízkych teplotách. Môžete naštartovať toto auto pri 20 stupňoch Celzia pod nulou?

Samozrejme môžete. Na prípravu systému palivových článkov potrebujeme predohrev, nejaký druh ohrevu. Preto začíname s rýchlym štartom s batériou, čo je samozrejme možné aj pri teplotách pod 20 stupňov pod nulou. Nemôžeme využiť všetok dostupný výkon a musíme zostať počas rozcvičky, ale na začiatku je k dispozícii asi 50 „koní“ na riadenie auta. Ale na druhej strane ponúkneme aj zásuvnú nabíjačku a zákazník bude mať možnosť predhriať palivový článok. V takom prípade bude všetok výkon pôvodne k dispozícii. Predohrev je možné nastaviť aj prostredníctvom aplikácie pre smartfóny.

Má Mercedes-Benz GLC F-Cell pohon všetkých kolies? Aká je kapacita lítium-iónovej batérie?

Motor je na zadnej náprave, takže auto má pohon zadných kolies. Batéria má čistú kapacitu 9,1 kilowatthodín.

Kde to budes robit?

V Brémach súbežne s autom so spaľovacím motorom. Údaje o výrobe budú nízke, pretože výroba je obmedzená na výrobu palivových článkov.

Kde umiestnite GLC F-Cell za prijateľnú cenu?

Cena bude porovnateľná s cenou plug-in hybridného naftového modelu s podobnými špecifikáciami. Presnú sumu vám neviem povedať, ale musí byť rozumná, inak by ju nikto nekúpil.

Takmer 70.000 XNUMX EUR, koľko stojí Toyota Mirai?

Naše plug-in hybridné dieselové vozidlo, ktoré som spomenul, bude k dispozícii v tejto oblasti, áno.

Aké záruky poskytnete svojim klientom?

Bude mať úplnú záruku. Auto bude k dispozícii v rámci leasingu s kompletnými službami, ktorý bude zahŕňať aj záruky. Očakávam, že to bude zhruba 200.000 10 km alebo XNUMX rokov, ale keďže to bude prenájom, nebude to také dôležité.

Koľko váži auto?

Má blízko k plug-in hybridnému crossoveru. Systém palivových článkov je hmotnostne porovnateľný so štvorvalcovým motorom, podobný je plug-in hybridný systém, namiesto deväťstupňovej automatickej prevodovky máme na zadnej náprave elektromotor a namiesto plechovej nádrže zn. benzín. alebo naftové – vodíkové nádrže z uhlíkových vlákien. Celkovo je o niečo ťažší kvôli rámu, ktorý podopiera a chráni nádrž na vodík.

Aké sú podľa vás hlavné charakteristiky vášho vozidla s palivovými článkami v porovnaní s tým, čo už Ázijci uviedli na trh?

Je zrejmé, že keďže ide o plug-in hybrid, rieši jeden z hlavných problémov ovplyvňujúcich príjem vozidiel s palivovými článkami. Tým, že im 50-kilometrový dojazd zaistí iba batéria, väčšina našich zákazníkov bude môcť jazdiť bez potreby vodíka. Potom sa nemusíte obávať nedostatku vodíkových nabíjacích staníc. Ako sa však vodíkové stanice stávajú bežnejšími na dlhých cestách, užívateľ môže ľahko a rýchlo naplniť nádrže úplne.

Aký je z hľadiska prevádzkových nákladov rozdiel medzi používaním auta s batériami alebo vodíkom?

Plne nabitá batéria je lacnejšia. V Nemecku to stojí asi 30 centov za kilowatthodinu, čo znamená asi 6 eur na 100 kilometrov. Pri vodíku sa náklady vyšplhajú na 8-10 eur na 100 kilometrov, pričom sa zohľadní spotreba asi jedného kilogramu vodíka na 100 kilometrov. To znamená, že jazda na vodík je zhruba o 30 percent drahšia.

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

Christian Mordik vedie divíziu pohonov palivových článkov spoločnosti Daimler a je generálnym riaditeľom spoločnosti NuCellSys, dcérskej spoločnosti spoločnosti Daimler pre palivové články a systémy skladovania vodíka v automobiloch. Hovorili sme s ním o budúcnosti technológie palivových článkov a predprodukčného GLC F-Cell.

Elektrické vozidlá s palivovými článkami (FCEV) sa považujú za budúcnosť pohonu. Čo bráni tomu, aby sa táto technológia stala bežnou?

Pokiaľ ide o trhovú hodnotu automobilových systémov palivových článkov, už nikto nepochybuje o ich výkonnosti. Infraštruktúra nabíjania je aj naďalej najväčším zdrojom neistoty zákazníkov. Počet vodíkových čerpadiel však všade rastie. S novou generáciou nášho vozidla založenou na modeli Mercedes-Benz GLC a integráciou technológie konektivity sme dosiahli ďalšie zvýšenie dojazdu a možností nabíjania. Výrobné náklady sú samozrejme ďalším aspektom, ale aj tu sme urobili výrazný pokrok a jasne vidíme, čo je možné zlepšiť.

V súčasnej dobe je vodík na pohon palivovými článkami naďalej prevažne získavaný z fosílnych zdrojov energie, ako je zemný plyn. Ešte nie je celkom zelená, však?

V skutočnosti nie je. Toto je však len prvý krok, ktorý ukazuje, že jazda na palivové články bez lokálnych emisií môže byť tou správnou alternatívou. Dokonca aj s vodíkom pochádzajúcim zo zemného plynu by sa emisie oxidu uhličitého v celom reťazci mohli znížiť o dobrých 25 percent. Je dôležité, aby sme mohli vyrábať vodík na ekologickom základe a že skutočne existuje veľa spôsobov, ako to dosiahnuť. Vodík je ideálnym nosičom na uchovávanie veternej a slnečnej energie, ktoré sa nevyrábajú nepretržite. So stále sa zvyšujúcim podielom obnoviteľných zdrojov energie bude vodík hrať čoraz dôležitejšiu úlohu v celkovom energetickom systéme. V dôsledku toho bude pre sektor mobility čoraz atraktívnejší.

Zohráva tu úlohu vaše zapojenie do vývoja stacionárnych systémov palivových článkov?

Presne tak. Potenciál vodíka je širší než len v automobiloch, napríklad v službách, priemysle a domácnostiach, je zrejmý a vyžaduje si vývoj nových stratégií. Ekonomika z rozsahu a modularity sú tu dôležitými faktormi. Spolu s naším inovatívnym inkubátorom Lab1886 a počítačovými odborníkmi v súčasnosti vyvíjame prototypové systémy pre núdzové napájanie počítačových centier a iných pevných aplikácií.

Aké sú vaše ďalšie kroky?

Potrebujeme jednotné priemyselné štandardy, aby sme sa mohli posunúť smerom k rozsiahlej výrobe vozidiel. V ďalšom vývoji bude mať mimoriadny význam znižovanie nákladov na materiál. To zahŕňa ďalšie zmenšovanie komponentov a podiel drahých materiálov. Ak porovnáme súčasný systém so systémom F-Cell triedy B Mercedes-Benz, dosiahli sme už veľa – už znížením obsahu platiny o 90 percent. Ale musíme ísť ďalej. Optimalizácia výrobných procesov vždy pomáha znižovať náklady – ale je to skôr otázka úspor z rozsahu. Spolupráca, projekty viacerých výrobcov ako Autostack Industrie a očakávané globálne investície do technológií tomu určite pomôžu. Domnievam sa, že do polovice budúceho desaťročia a určite aj po roku 2025 význam palivových článkov vo všeobecnosti vzrastie a budú obzvlášť dôležité v odvetví dopravy. Nepríde to však vo forme náhleho výbuchu, keďže palivové články na svetovom trhu budú pravdepodobne naďalej zaberať len jednociferné percento. Ale aj skromné ​​sumy pomáhajú stanoviť štandardy, ktoré sú obzvlášť dôležité pre zníženie nákladov.

Kto je cieľový kupujúci vozidla s palivovými článkami a akú úlohu hrá v portfóliu pohonných jednotiek vašej spoločnosti?

Palivové články sú obzvlášť zaujímavé pre zákazníkov, ktorí vyžadujú dlhý dojazd každý deň a ktorí nepoužívajú vodíkové pumpy. Pre vozidlá v mestskom prostredí je však batériový elektrický pohon v súčasnosti veľmi dobrým riešením.

GLC F-Cell je na celom svete niečím výnimočným vďaka svojmu plug-in hybridnému pohonu. Prečo ste spojili technológiu palivových článkov a batérií?

Chceli sme skôr využiť hybridizáciu, než vyberať medzi A alebo B. Batéria má tri výhody: dokážeme zhodnocovať elektrickú energiu, počas zrýchlenia je k dispozícii dodatočná energia a dojazd sa zvyšuje. Riešenie konektivity pomôže vodičom v počiatočných fázach rozvoja infraštruktúry, keď je sieť vodíkových čerpadiel stále nedostatočná. Na 50 kilometrov môžete svoje auto nabiť doma. A vo väčšine prípadov to stačí na to, aby ste sa dostali k svojmu prvému vodíkovému čerpadlu.

Je systém palivových článkov viac alebo menej komplexný ako moderný naftový motor?

Palivové články sú tiež zložité, možno dokonca o niečo menšie, ale počet komponentov je približne rovnaký.

A ak porovnáte náklady?

Ak by bol počet vyrobených plug-in hybridov a palivových článkov rovnaký, už dnes by boli na rovnakej cenovej úrovni.

Sú teda plug-in hybridné vozidlá s palivovými článkami odpoveďou na budúcnosť mobility?

Určite môžete byť jedným z nich. Batérie a palivové články tvoria symbiózu, keďže obe technológie sa veľmi dobre dopĺňajú. Výkon a rýchlejšia odozva batérií podporuje palivové články, ktoré nájdu svoj ideálny prevádzkový dosah v jazdných situáciách, ktoré si vyžadujú neustále zvyšovanie výkonu a väčší dojazd. V budúcnosti bude možná kombinácia flexibilných batérií a modulov palivových článkov v závislosti od scenára mobility a typu vozidla.