Mercedes-Benz GLC F-Cell združuje 24 let izkušenj

V primerjavi s prejšnjo generacijo avtomobila Mercedes z gorivnimi celicami (razred B, ki je v manjšem številu na voljo od leta 2011) je sistem gorivnih celic 30 odstotkov bolj kompakten in ga je mogoče namestiti v običajni motorni prostor, hkrati pa razviti 40 odstotkov več moči. ... Gorivne celice imajo vgrajenih tudi 90 odstotkov manj platine in so tudi 25 odstotkov lažje. S 350 Newton metri navora in 147 kilovatov moči se prototip GLC F-Cell takoj odzove na stopalko za plin, kar smo bili priča kot kolega glavni inženir na 40-kilometrskem krogu. Stuttgart. Doseg v načinu H2 je 437 kilometrov (NEDC v hibridnem načinu) in 49 kilometrov v načinu delovanja z baterijo (NEDC v načinu delovanja z baterijo). Zahvaljujoč današnji običajni tehnologiji rezervoarja za vodik 700 bar, se lahko GLC F-Cell napolni v samo treh minutah.

Priključna hibridna gorivna celica združuje prednosti obeh tehnologij vožnje brez emisij in optimizira uporabo obeh virov energije, da ustreza trenutnim voznim zahtevam. V hibridnem načinu vozila poganjata oba vira energije. Največjo porabo energije nadzira baterija, zato lahko gorivne celice delujejo z optimalno učinkovitostjo. V načinu F-Cell elektrika iz gorivnih celic nenehno ohranja visokonapetostno baterijo napolnjeno, kar pomeni, da se električna energija iz vodikovih gorivnih celic skoraj izključno uporablja za vožnjo, kar je idealen način za varčevanje z električno energijo iz akumulatorja za določeno vožnjo situacijah. V baterijskem načinu se vozilo v celoti napaja z električno energijo. Elektromotor poganja baterija, gorivne celice pa so izklopljene, kar je najbolje za kratke razdalje. Nazadnje obstaja način polnjenja, pri katerem ima polnjenje visokonapetostne baterije prednost, na primer, če želite napolniti baterijo do največjega skupnega območja pred izpraznitvijo vodika. Na ta način lahko ustvarimo tudi rezervo moči pred vzponom ali pred zelo dinamično vožnjo. Pogonski sklop GLC F-Cell je zelo tih, kar smo pričakovali, pospešek pa je takojšen, takoj ko pritisnete stopalko za plin, tako kot pri električnih vozilih. Podvozje je nastavljeno tako, da preprečuje prevelik nagib karoserije in deluje zelo zadovoljivo, tudi zahvaljujoč idealni porazdelitvi teže med obema osema skoraj 50-50.

Kar zadeva regeneracijo energije, se je napolnjenost akumulatorja pri vožnji navkreber po samo 30 kilometrih znižala s 91 na 51 odstotkov, pri vožnji navzdol zaradi zaviranja in okrevanja pa se je ponovno dvignila na 67 odstotkov. Sicer je možen pogon s tremi stopnjami regeneracije, ki jih nadzorujemo z ročicami ob volanu, zelo podobne tistim, ki smo jih vajeni pri avtomobilih z avtomatskim menjalnikom.

Mercedes-Benz je svoje prvo vozilo z gorivnimi celicami predstavil leta 1994 (NECA 1), sledilo mu je več prototipov, med drugim Mercedes-Benzon razreda A leta 2003. Leta 2011 je podjetje organiziralo potovanje po svetu. F-Cell World Drive, leta 2015 pa so v okviru študije F 015 Luxury and Motion uvedli priključni hibridni sistem gorivnih celic za 1.100 kilometrov vožnje brez emisij. Enako načelo zdaj velja za Mercedes-Benz GLC F-Cell, ki naj bi na trg prišel v omejenih nakladah pred koncem letošnjega leta.

Posode za vodik, izdelane v Mannheimu, so nameščene na varnem mestu med obema osema in so dodatno zaščitene s pomožnim okvirjem. Daimlerjeva tovarna Untertürkheim proizvaja celoten sistem gorivnih celic, zaloga približno 400 gorivnih celic pa prihaja iz tovarne Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) v Britanski Kolumbiji, prve tovarne, ki je v celoti namenjena proizvodnji in montaži goriva. kup celic. Končno: litij-ionska baterija prihaja iz Daimlerjeve hčerinske družbe Accumotive v Saški v Nemčiji.

Intervju: Jürgen Schenck, direktor programa za električna vozila pri Daimlerju

Ena najtežjih tehničnih omejitev v preteklosti je bilo delovanje sistema pri nizkih temperaturah. Ali lahko zaženete ta avto pri 20 stopinjah Celzija pod ničlo?

Seveda lahko. Za pripravo sistema gorivnih celic potrebujemo predgretje, nekakšno ogrevanje. Zato začnemo s hitrim zagonom z baterijo, kar je seveda možno tudi pri temperaturah pod 20 stopinj pod ničlo. Ne moremo porabiti vse razpoložljive moči in med ogrevanjem moramo ostati, vendar je na začetku na voljo približno 50 "konjev" za vožnjo avtomobila. Po drugi strani pa bomo ponudili tudi vtični polnilnik in kupec bo imel možnost predhodnega segrevanja gorivne celice. V tem primeru bo na začetku na voljo vsa moč. Predgretje lahko nastavite tudi prek aplikacije za pametni telefon.

Ali ima Mercedes-Benz GLC F-Cell pogon na vsa kolesa? Kakšna je zmogljivost litij-ionske baterije?

Motor je na zadnji osi, zato je avtomobil pogon na zadnja kolesa. Baterija ima neto kapaciteto 9,1 kilovatne ure.

Kje boste to storili?

V Bremenu vzporedno z avtomobilom z motorjem z notranjim zgorevanjem. Podatki o proizvodnji bodo nizki, saj je proizvodnja omejena na proizvodnjo gorivnih celic.

Kam boste postavili GLC F-Cell po ugodni ceni?

Cena bo primerljiva s ceno priklopnega hibridnega dizelskega modela s podobnimi specifikacijami. Ne morem vam povedati točnega zneska, vendar mora biti razumno, sicer ga nihče ne bi kupil.

Skoraj 70.000 evrov, koliko je vredna Toyota Mirai?

Da, naše hibridno dizelsko vozilo, ki sem ga omenil, bo na voljo na tem področju.

Kakšna jamstva boste dali svojim strankam?

Imel bo popolno garancijo. Avto bo na voljo v shemi za najem celotne storitve, ki bo vključevala tudi garancije. Pričakujem, da bo to okoli 200.000 km ali 10 let, a ker bo v najem, to ne bo tako pomembno.

Koliko tehta avto?

Je blizu priključnohibridnemu križancu. Sistem gorivnih celic je po masi primerljiv s štirivaljnikom, podoben je priključni hibridni sistem, namesto devetstopenjskega samodejnega menjalnika imamo na zadnji premi elektromotor, namesto pločevinastega bencin. ali dizel – rezervoarji vodika iz ogljikovih vlaken. Na splošno je nekoliko težji zaradi okvirja, ki podpira in ščiti rezervoar za vodik.

Katere so po vašem mnenju glavne značilnosti vašega vozila z gorivnimi celicami v primerjavi s tem, kar so Azijci že predstavili na trgu?

Očitno, ker gre za priključni hibrid, rešuje eno od glavnih težav, ki vplivajo na sprejem vozil na gorivne celice. Večina naših strank bo lahko z vožnjo brez potrebe po vodiku zagotovila 50-kilometrski doseg leta z baterijo. Potem naj vas ne skrbi pomanjkanje polnilnih postaj z vodikom. Ker pa vodikove postaje postajajo vse pogostejše na dolgih potovanjih, lahko uporabnik enostavno in hitro popolnoma napolni rezervoarje.

Kakšna je razlika med obratovalnimi stroški med uporabo avtomobila z baterijami ali vodikom?

Popolnoma delovanje baterije je cenejše. V Nemčiji stane približno 30 centov na kilovatno uro, kar pomeni približno 6 evrov na 100 kilometrov. Z vodikom se stroški dvignejo na 8-10 evrov na 100 kilometrov ob upoštevanju porabe približno enega kilograma vodika na 100 kilometrov. To pomeni, da je vožnja na vodiku približno 30 odstotkov dražja.

Intervju: prof. Dr. Christian Mordic, direktor gorivnih celic Daimler

Christian Mordic vodi Daimlerjev oddelek za pogone na gorivne celice in je generalni direktor NuCellSys, Daimlerjeve hčerinske družbe za gorivne celice in sisteme za shranjevanje vodika za avtomobile. Z njim smo se pogovarjali o prihodnosti tehnologije gorivnih celic in predprodukcijske GLC F-celice.

Električna vozila na gorivne celice (FCEV) so prihodnost pogona. Kaj preprečuje, da bi ta tehnologija postala običajna?

Ko gre za tržno vrednost avtomobilskih sistemov na gorivne celice, nihče več ne dvomi o njihovi učinkovitosti. Polnilna infrastruktura je še naprej največji vir negotovosti strank. Število vodikovih črpalk pa povsod narašča. Z novo generacijo našega vozila, ki temelji na Mercedes-Benz GLC in integraciji tehnologije povezljivosti, smo dosegli dodatno povečanje dosega in zmogljivosti polnjenja. Seveda so stroški proizvodnje še en vidik, vendar smo tudi tu dosegli pomemben napredek in jasno vidimo, kaj je mogoče izboljšati.

Trenutno vodik za pogon gorivnih celic še naprej večinoma izvira iz fosilnih virov energije, kot je zemeljski plin. Ni še čisto zeleno, kajne?

Pravzaprav ni. Toda to je le prvi korak k dokazovanju, da je vožnja z gorivnimi celicami brez lokalnih emisij lahko prava alternativa. Tudi z vodikom, pridobljenim iz zemeljskega plina, bi lahko emisije ogljikovega dioksida v celotni verigi zmanjšali za dobrih 25 odstotkov. Pomembno je, da lahko proizvajamo vodik na zeleni osnovi in ​​da je res veliko načinov, kako to doseči. Vodik je idealen nosilec za shranjevanje vetrne in sončne energije, ki se ne proizvajata neprekinjeno. Z vedno večjim deležem obnovljivih virov energije bo imel vodik vse pomembnejšo vlogo v celotnem energetskem sistemu. Posledično bo postajal vse bolj privlačen za sektor mobilnosti.

Ali ima tukaj vašo vlogo pri razvoju stacionarnih sistemov gorivnih celic?

Točno tako. Potencial vodika je širši kot le v avtomobilih, na primer v storitvenem, industrijskem in gospodinjskem sektorju, je očiten in zahteva razvoj novih strategij. Ekonomija obsega in modularnost sta tu pomembna dejavnika. Skupaj z našim inovativnim inkubatorjem Lab1886 in računalniškimi strokovnjaki trenutno razvijamo prototipne sisteme za nujno napajanje za računalniške centre in druge fiksne aplikacije.

Kakšni so vaši naslednji koraki?

Potrebujemo enotne industrijske standarde, da se lahko premaknemo k obsežni proizvodnji vozil. Pri nadaljnjem razvoju bo zlasti pomembno zniževanje materialnih stroškov. To vključuje nadaljnje zmanjševanje sestavnih delov in deleža dragih materialov. Če sedanji sistem primerjamo s sistemom F-Cell Mercedes-Benz razreda B, smo dosegli že veliko – že z zmanjšanjem vsebnosti platine za 90 odstotkov. Ampak moramo naprej. Optimiziranje proizvodnih procesov vedno pomaga zmanjšati stroške – vendar gre bolj za ekonomijo obsega. Sodelovanja, projekti več proizvajalcev, kot je Autostack Industrie, in pričakovane globalne naložbe v tehnologijo bodo zagotovo pripomogle k temu. Verjamem, da se bo do sredine naslednjega desetletja in zagotovo po letu 2025 pomen gorivnih celic nasploh povečal, še posebej pa bodo pomembne v prometnem sektorju. Vendar ne bo prišlo v obliki nenadne eksplozije, saj bodo gorivne celice na svetovnem trgu verjetno še naprej zavzemale le enomestni odstotek. Toda tudi skromne količine pomagajo postaviti standarde, ki so še posebej pomembni za zmanjšanje stroškov.

Kdo je ciljni kupec vozila na gorivne celice in kakšno vlogo ima v portfelju pogonskih sklopov vašega podjetja?

Gorivne celice so še posebej zanimive za kupce, ki vsak dan potrebujejo daljši doseg in ne uporabljajo vodikovih črpalk. Za vozila v mestnem okolju pa je akumulatorski električni pogon trenutno zelo dobra rešitev.

GLC F-Cell je zaradi svojega priključnohibridnega pogona v svetu nekaj posebnega. Zakaj ste združili gorivne celice in baterijsko tehnologijo?

Želeli smo izkoristiti hibridizacijo in ne izbirati med A ali B. Baterija ima tri prednosti: lahko obnovimo elektriko, med pospeševanjem je na voljo dodatna energija in obseg se poveča. Rešitev za povezljivost bo voznikom pomagala v zgodnjih fazah razvoja infrastrukture, ko omrežje vodikove črpalke še vedno primanjkuje. Za 50 kilometrov lahko avto polnite doma. In v večini primerov je to dovolj, da pridete do prve vodikove črpalke.

Je sistem gorivnih celic bolj ali manj kompleksen kot sodoben dizelski motor?

Gorivne celice so tudi zapletene, morda celo nekoliko manjše, vendar je število sestavin približno enako.

In če primerjate stroške?

Če bi bilo število proizvedenih priključnih hibridov in gorivnih celic enako, bi bili že danes na isti ravni cen.

So torej priključna hibridna vozila na gorivne celice odgovor na prihodnost mobilnosti?

Vsekakor bi lahko bil eden izmed njih. Baterije in gorivne celice tvorijo simbiozo, saj se obe tehnologiji zelo dobro dopolnjujeta. Moč in hitrejša odzivnost baterij podpirata gorivne celice, ki najdejo svoje idealno območje delovanja v voznih situacijah, ki zahtevajo nenehno povečevanje moči in večji doseg. V prihodnosti bo možna kombinacija prilagodljivih baterij in modulov gorivnih celic, odvisno od scenarija mobilnosti in tipa vozila.