Mercedes-Benz GLC F-Cell сочетает в себе 24 года опыта

По сравнению с автомобилем Mercedes на топливных элементах предыдущего поколения (класс B, который был доступен в небольшом количестве с 2011 года), система топливных элементов на 30 процентов компактнее и может быть установлена ​​в обычном моторном отсеке, развивая при этом на 40 процентов больше мощности. . В топливные элементы также встроено на 90 процентов меньше платины, и они также на 25 процентов легче. Благодаря крутящему моменту в 350 ньютон-метров и мощности 147 киловатт опытная модель GLC F-Cell мгновенно реагирует на нажатие на педаль акселератора, что мы стали свидетелями в качестве товарищей главного инженера на 40-километровом кругообороте. Штутгарт. Дальность действия в режиме H2 составляет 437 километров (NEDC в гибридном режиме) и 49 километров в режиме аккумуляторной батареи (NEDC в аккумуляторном режиме). А благодаря обычной сегодня технологии резервуаров с водородом с давлением наполнения 700 бар GLC F-Cell можно зарядить всего за три минуты.

Подключаемый гибридный топливный элемент сочетает в себе преимущества обеих технологий вождения с нулевым уровнем выбросов и оптимизирует использование обоих источников энергии в соответствии с текущими требованиями к вождению. В гибридном режиме автомобиль получает питание от обоих источников питания. Пиковое потребление энергии контролируется аккумулятором, поэтому топливные элементы могут работать с оптимальной эффективностью. В режиме F-Cell электричество топливных элементов постоянно поддерживает заряд высоковольтной батареи, что означает, что электричество водородных топливных элементов почти исключительно используется для вождения, и это идеальный способ сохранить электричество батареи для определенных ситуаций вождения. В режиме работы от аккумулятора автомобиль работает полностью от электричества. Электродвигатель питается от аккумулятора, а топливные элементы отключены, что лучше всего подходит для коротких расстояний. Наконец, есть режим зарядки, в котором зарядка высоковольтной батареи имеет приоритет, например, когда вы хотите зарядить аккумулятор на максимальный общий диапазон перед разрядом водорода. Таким образом, мы также можем создать запас мощности перед подъемом или перед очень динамичной поездкой. Трансмиссия GLC F-Cell работает очень тихо, чего мы и ожидали, а ускорение происходит мгновенно, как только вы нажимаете на педаль акселератора, как в случае с электромобилями. Шасси отрегулировано таким образом, чтобы предотвратить слишком большой наклон кузова, и работает очень удовлетворительно, в том числе благодаря распределению веса между двумя осями в идеальном соотношении почти 50 на 50.

Что касается регенерации энергии, заряд аккумулятора снизился с 30 до 91 процента при движении в гору всего через 51 километров, но при движении под уклон из-за торможения и рекуперации он снова вырос до 67 процентов. В противном случае привод возможен с тремя ступенями регенерации, которыми мы управляем с помощью рычагов рядом с рулевым колесом, очень похожих на те, к которым мы привыкли в автомобилях с автоматической коробкой передач.

Mercedes-Benz представил свой первый автомобиль на топливных элементах еще в 1994 году (NECA 1), за которым последовало несколько прототипов, в том числе Mercedes-Benzon Class A в 2003 году. В 2011 году компания организовала поездку по всему миру. F-Cell World Drive, а в 2015 году в рамках исследования F 015 Luxury and Motion они представили подключаемую гибридную систему топливных элементов для 1.100 километров езды с нулевым уровнем выбросов. Тот же принцип теперь применяется к Mercedes-Benz GLC F-Cell, который, как ожидается, появится на дорогах ограниченной серией до конца этого года.

Баки с водородом, изготовленные в Мангейме, устанавливаются в безопасном месте между двумя осями и дополнительно защищены вспомогательной рамой. Завод Daimler в Унтертюркхайме производит всю систему топливных элементов, а фонд из около 400 топливных элементов поступает от завода Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) в Британской Колумбии, первого завода, полностью посвященного производству и сборке топлива. стеки ячеек. И наконец: литий-ионный аккумулятор поступает от дочерней компании Daimler Accumotive в Саксонии, Германия.

Интервью: Юрген Шенк, директор программы электромобилей Daimler

Одним из самых сложных технических ограничений в прошлом была работа системы при низких температурах. Сможете ли вы завести эту машину при температуре 20 градусов по Цельсию ниже нуля?

Конечно, можешь. Нам нужен предварительный нагрев, какой-то нагрев, чтобы подготовить систему топливных элементов. Вот почему мы начинаем ездить с быстрого старта с аккумулятором, что, конечно, также возможно при температуре ниже 20 градусов ниже нуля. Мы не можем использовать всю имеющуюся мощность, и мы должны оставаться во время разминки, но вначале для вождения машины доступно около 50 «лошадей». Но с другой стороны, мы также предложим подключаемое зарядное устройство, и у клиента будет возможность установить предварительный нагрев топливного элемента. В этом случае вся мощность будет доступна изначально. Предварительный нагрев также можно настроить через приложение на смартфоне.

Mercedes-Benz GLC F-Cell не имеет полного привода? Какова емкость литий-ионного аккумулятора?

Двигатель находится на задней оси, поэтому у автомобиля задний привод. Чистая емкость аккумулятора составляет 9,1 киловатт-часов.

Где ты это сделаешь?

В Бремене параллельно с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Производственные показатели будут низкими, поскольку производство ограничено производством топливных элементов.

Где вы разместите GLC F-Cell по доступной цене?

Цена будет сопоставима с ценой гибридной дизельной модели с подключаемым модулем с аналогичными характеристиками. Я не могу назвать вам точное количество, но оно должно быть разумным, иначе никто бы его не купил.

Почти 70.000 XNUMX евро, сколько стоит Toyota Mirai?

Наш подключаемый гибридный дизельный автомобиль, о котором я упоминал, будет доступен в этой области, да.

Какие гарантии вы дадите клиентам?

У него будет полная гарантия. Автомобиль будет доступен в лизинговой схеме с полным сервисом, который также будет включать гарантии. Я ожидаю, что это будет около 200.000 км или 10 лет, но, поскольку это будет аренда, это не будет так важно.

Сколько весит машина?

Он близок к плагиновому гибридному кроссоверу. Система топливных элементов сравнима по весу с четырехцилиндровым двигателем, подключаемая гибридная система аналогична, вместо девятиступенчатой ​​АКПП у нас на задней оси электродвигатель, а вместо жестяной цистерны с бензином. или дизель — водородные баки из углеродного волокна. В целом он немного тяжелее из-за рамы, которая поддерживает и защищает водородный бак.

Как вы думаете, что является основными характеристиками вашего автомобиля на топливных элементах по сравнению с тем, что азиаты уже представили на рынке?

Очевидно, что благодаря тому, что это подключаемый гибрид, он решает одну из основных проблем, влияющих на прием автомобилей на топливных элементах. Предоставив им 50-километровую дальность полета с помощью всего лишь аккумулятора, большинство наших клиентов смогут ездить без потребности в водороде. Тогда не стоит беспокоиться об отсутствии водородных зарядных станций. Однако, поскольку водородные станции становятся все более распространенными в дальних поездках, пользователь может легко и быстро полностью заполнить емкости.

Что касается эксплуатационных расходов, в чем разница между использованием автомобиля с батареями или водородом?

Полностью аккумуляторная работа дешевле. В Германии он стоит около 30 центов за киловатт-час, что означает около 6 евро за 100 километров. С водородом стоимость повышается до 8-10 евро за 100 километров, учитывая потребление около одного килограмма водорода на 100 километров. Это означает, что движение на водороде примерно на 30 процентов дороже.

Интервью: проф. доктор Кристиан Мордик, директор по топливным элементам Daimler

Кристиан Мордик возглавляет подразделение Daimler по разработке приводов топливных элементов и является генеральным менеджером NuCellSys, дочерней компании Daimler по производству топливных элементов и систем хранения водорода для автомобилей. Мы поговорили с ним о будущем технологии топливных элементов и о предсерийном автомобиле GLC F-Cell.

Электромобили на топливных элементах (FCEV) рассматриваются как будущее силовых установок. Что мешает этой технологии стать обычным явлением?

Когда дело доходит до рыночной стоимости систем автомобильных топливных элементов, никто больше не сомневается в их производительности. Инфраструктура зарядных станций по-прежнему остается самой большой причиной неуверенности клиентов. Однако повсеместно растет количество водородных насосов. Благодаря новому поколению нашего автомобиля, основанному на Mercedes-Benz GLC, и интеграции технологии подключения, мы добились дополнительного увеличения дальности действия и возможностей зарядки. Конечно, еще одним аспектом являются производственные затраты, но и здесь мы добились значительного прогресса и ясно видим, что можно улучшить.

В настоящее время водород для силовых установок топливных элементов по-прежнему преимущественно получают из ископаемых источников энергии, таких как природный газ. Он еще не совсем «зеленый», не так ли?

На самом деле это не так. Но это только первый шаг к тому, чтобы показать, что вождение с топливными элементами без локальных выбросов может быть правильной альтернативой. Даже с водородом, полученным из природного газа, выбросы углекислого газа во всей цепочке могут быть сокращены на добрых 25 процентов. Важно, что мы можем производить водород на «зеленой» основе и что есть действительно много способов добиться этого. Водород — идеальный носитель для хранения энергии ветра и солнца, которые не вырабатываются постоянно. С постоянно увеличивающейся долей возобновляемых источников энергии водород будет играть все более важную роль в общей энергетической системе. Следовательно, он будет становиться все более и более привлекательным для сектора мобильности.

Здесь играет роль ваше участие в разработке стационарных систем топливных элементов?

Точно. Потенциал водорода шире, чем только в автомобилях, например, в сфере обслуживания, промышленности и быту, очевиден и требует разработки новых стратегий. При этом важными факторами являются экономия на масштабе и модульность. Вместе с нашим инновационным инкубатором Lab1886 и компьютерными экспертами мы в настоящее время разрабатываем прототипы систем для аварийного электроснабжения компьютерных центров и других стационарных приложений.

Какими будут твои следующие шаги?

Нам нужны единые отраслевые стандарты, чтобы мы могли продвигаться к крупномасштабному производству автомобилей. В дальнейших разработках особое значение будет иметь снижение материальных затрат. Это включает в себя дальнейшее уменьшение размеров компонентов и доли дорогих материалов. Если сравнить нынешнюю систему с системой Mercedes-Benz B-Class F-Cell, мы уже многого достигли — уже за счет сокращения доли платины на 90 процентов. Но надо двигаться дальше. Оптимизация производственных процессов всегда помогает снизить затраты — но это больше вопрос экономии на масштабе. Этому, безусловно, будут способствовать сотрудничество, проекты с участием нескольких производителей, такие как Autostack Industrie, и ожидаемые глобальные инвестиции в технологии. Я считаю, что к середине следующего десятилетия и, конечно, после 2025 года важность топливных элементов в целом возрастет, и они будут особенно важны в транспортном секторе. Но это не произойдет в виде внезапного взрыва, поскольку топливные элементы на мировом рынке, вероятно, по-прежнему будут занимать только однозначный процент. Но даже скромные суммы помогут установить стандарты, которые особенно важны для снижения затрат.

Кто является целевым покупателем автомобиля на топливных элементах и ​​какую роль он играет в портфеле силовых установок вашей компании?

Топливные элементы представляют особый интерес для клиентов, которым каждый день требуется большой запас хода и которые отказываются от водородных насосов. Однако для транспортных средств в городских условиях аккумуляторный электропривод на данный момент является очень хорошим решением.

GLC F-Cell — это нечто особенное во всем мире из-за подключаемого гибридного привода. Почему вы объединили топливные элементы и аккумуляторную технологию?

Мы хотели воспользоваться преимуществами гибридизации, а не выбирать между A или B. Батарея имеет три преимущества: мы можем восстанавливать электроэнергию, дополнительная энергия доступна во время ускорения и увеличивается дальность действия. Решение по подключению поможет водителям на начальном этапе создания инфраструктуры, когда сеть водородных насосов все еще будет дефицитной. На 50 километров можно заряжать машину дома. И в большинстве случаев этого достаточно, чтобы добраться до вашей первой водородной помпы.

Система топливных элементов более или менее сложна, чем современный дизельный двигатель?

Топливные элементы также сложны, возможно, даже немного меньше, но количество компонентов примерно такое же.

А если сравнить затраты?

Если бы количество производимых сменных гибридов и топливных элементов было бы одинаковым, они уже были бы на том же уровне цен сегодня.

Так являются ли автомобили с подключаемыми гибридными топливными элементами ответом на вопрос о будущем мобильности?

Вы определенно могли бы стать одним из них. Батареи и топливные элементы образуют симбиоз, поскольку обе технологии очень хорошо дополняют друг друга. Мощность и более быстрый отклик аккумуляторов поддерживают топливные элементы, которые находят свой идеальный рабочий диапазон в дорожных ситуациях, требующих постоянного увеличения мощности и большего диапазона. В будущем станет возможным сочетание батарей гибкой емкости и модулей топливных элементов — в зависимости от сценария мобильности и типа транспортного средства.