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梅赛德斯·奔驰在EQ Power中将电能和氢气结合在一起:GLC F-CELL进入量产阶段:世界上第一辆带有燃料电池/电池动力总成的电动汽车

2020-07-25 14:55:51来源:

在今年的法兰克福IAA国际汽车展上,梅赛德斯-奔驰将展示新型梅赛德斯-奔驰GLC F-CELL的预生产模型,这是迈向无排放驾驶之路的下一个里程碑。以EQ Power命名的技术,是梅赛德斯-奔驰家族最新的电动车型(预定用于后续的批量生产),其电气特性令人倍感振奋,因为在世界上,它将以创新的形式将创新的燃料电池和电池技术相结合插电式混合动力车:除了氢以外,流行的SUV的全电动版本也将依靠电力运行。电池和燃料电池之间的智能相互作用以及加油时间短,将使GLC F‑CELL成为日常实用性很高的车辆,并且也适合长途驾驶。这种预生产模型具有4.4千克的氢气,可在NEDC中产生足够的能量,最大射程达437 * km。借助大型锂离子电池,F-CELL驾驶员还将受益于NEDC长达49公里的续航里程。147 kW的输出保证了动态性能和局部零排放驾驶乐趣。戴姆勒(Daimler)在展示梅赛德斯-奔驰GLC F‑CELL的预生产车辆时,正在迈出重要的一步,作为其系统化“案例”策略的一部分。

戴姆勒股份公司管理委员会成员OlaKällenius负责:集团研究和梅赛德斯·奔驰汽车开发。“我们在燃料电池技术方面的多年经验使新型GLC F-CELL受益匪浅:其长电续航,加油时间短以及SUV的日常实用性将使其成为理想的车辆。这是因为我们的燃料电池系统结构紧凑。另一个真正的世界首创是与额外的大型锂离子电池的组合,可以使用插入式技术方便地对其进行充电。”

燃料电池技术是戴姆勒动力总成战略的重要组成部分。该公司以EQ产品品牌,汇集了与智能电动出行相关的专业知识,同时提供了包含产品,服务,技术和创新的全面电动出行生态系统。因此,情商是公司未来移动性战略的关键部分,在戴姆勒公司被称为“案例”。这四个字母代表着网络(互联),自动驾驶(自动),灵活使用(共享和服务)和电驱动系统(电)的战略未来支柱,该公司正在系统地对其进行进一步开发和智能组合。从现在到2022年,戴姆勒计划推出10辆电池电动汽车,其中GLC F-CELL是重要的里程碑。

独特之处:两种电能来源

在IAA上亮相的汽车代表了世界首创,其中燃料电池驱动的电动汽车使用锂离子电池作为附加能源,可以通过插入式技术从外部进行充电。通过智能的相互作用,这两种能源驱动电动机,同时提供本地零排放的驾驶乐趣。根据所展示的模型,远程,加油时间短,输出功率为147 kW(200 hp)以及具有动力总成特定功能的最新一代辅助系统表明,GLC F-CELL将是家庭友好型日常实用性高的电动汽车。

为此,梅赛德斯-奔驰工程师与戴姆勒能力网络的合作伙伴紧密合作,开发了全新的燃料电池系统。与2010年以来投放市场的B级F-CELL相比(油耗:总共排放0.97公斤H 2/100 km / CO 2:0 g / km),则整个驱动系统的输出量提高了约40%。燃料电池系统比以前紧凑了约30%,首次可以完全容纳在发动机舱中,并且可以像常规发动机一样安装在通常的安装点上。而且,铂在燃料电池中的使用已减少了90%。这样既可以节省资源,又可以降低系统成本,而不会影响性能。

所展示的预生产车辆中的锂离子电池总容量为13.8 kWh,此外还用作电动机的能源。首次也可以使用插件技术从外部进行充电。结合燃料电池/电池系统的智能操作策略可提供最大的效率和舒适性。就像驱动马达一样,强大的蓄电池可节省空间地安装在SUV的后部。借助7.2 kW的车载充电器,可以方便地从标准家用电源插座,壁装箱或公共充电站进行充电。如果使用了全部容量,充电时间约为1.5小时。

车底板上装有两个碳纤维包装的储罐,可容纳约4.4千克的氢气。得益于全球标准化的700 bar油箱技术,氢气的供应可以在三分钟之内得到补充,这几乎与用内燃机为汽车加油所需的时间相同。

在IAA上展出的F-CELL车辆由一台异步电机提供动力,输出功率为147 kW(200 hp),扭矩为350 Nm。由于电动驱动器不需要传动轴,因此可以为两个氢气罐之一留出空间,而第二个氢气罐则安装在后排座椅下方。

协调一致:具有独特组合形式的经营策略

像GLC插电式混合动力车一样,燃料电池变体具有各种运行模式和驱动程序。GLC F-CELL的驱动程序将包括ECO,COMFORT和SPORT。ECO已针对低功耗进行了优化。COMFORT不仅具有舒适性,而且还提供理想的气候控制。SPORT为运动性能优化了混合动力系统。

虽然驾驶程序改变了汽车的行为,从而改变了驾驶体验,但操作模式会影响燃料电池与高压电池之间的相互作用。在燃料电池汽车中,这种形式的驱动程序与运行模式的组合首次出现。

选择自由:四种操作模式混合动力– F电池–电池–充电

创新的插入式燃料电池动力总成结合了两种无排放技术的优点,并由于其智能的运行策略,始终确保两种能源的使用均能最佳地适应特定的运行状况。

在混合动力运行模式下,车辆从两种能源中汲取动力。功率峰值由电池处理,而燃料电池则在最佳效率范围内运行。智能操作策略意味着可以理想地利用两种能源的特性。在F-CELL模式下,高压电池的充电状态通过燃料电池的能量保持恒定。如果要在某些行驶情况下保持电动行驶里程,则几乎仅靠氢气行驶是一种理想的模式。

在电池模式下,GLC F-CELL以全电方式运行,并由高压电池供电。燃料电池系统未运行。这是短距离的理想模式。

在CHARGE(充电)模式下,对高压电池充电具有优先权,例如为了在为氢气加油之前为电池充电至最大总范围。此模式还可以为上坡或动态驾驶提供动力储备。

在所有操作模式下,系统均具有能量回收功能,该功能可在制动或惯性停车时回收能量并将其存储在电池中。

安全第一:安全到达

戴姆勒在所有车辆中均采用了极高的安全标准。对于具有常规内燃机的车辆以及具有替代驱动器的车辆都是如此。这意味着车辆符合所有法律标准和法规。但是,梅赛德斯·奔驰汽车的内部安全要求又向前迈进了一步。尤其是与碰撞相关的要求符合所谓的“现实生活安全”理念。电池和所有含氢组件均受梅赛德斯(Mercedes)典型的特别严格的安全标准约束。除了碰撞时的安全性,所有梅赛德斯·奔驰汽车还接受了系统级别的附加组件测试,远远超出了常规测试的范围。F-CELL量产车的动力总成组件和氢气罐节省空间且安全地容纳在发动机室内以及地板下。

与所有梅赛德斯·奔驰汽车一样,燃料电池汽车在主动和被动安全方面也堪称典范。借助主动距离辅助DISTRONIC,带盲点辅助和主动车道保持辅助的车道跟踪套件,带360°摄像头的停车套件或具有交通标志识别功能的COMAND Online,GLC F-CELL将标配内置的安全性和舒适性。

自我保证:带有真正梅赛德斯的DNA

在IAA上展出的GLC F-CELL模型表明,在舒适性,可持续性,安全性,质量和设计方面,梅赛德斯·奔驰和所有梅赛德斯·奔驰品牌价值都得到了很高的期望。在承载能力和乘员舒适性方面,电动SUV将提供出色的日常实用性。唯一的不同是,GLC插电式混合动力系统熟悉的行李箱空间最小,并且由于氢气箱的位置而使后座板略微升高。GLC F-CELL的气候舒适性也将与传统车辆完全相同。标准配置包括带有进入前气候控制的自动空调以及加热的座椅和镜子。在较低的温度下,车辆将对燃料电池产生的废热进行节能利用,以优化车辆的能量平衡。

与量产车型一样,批量生产的车辆将在前轴上配备螺旋弹簧,并在后轴上配备具有整体自动液位控制的单室空气悬架。这意味着,即使在车辆负载的情况下,后桥上的弹簧行程也不会发生变化,从而即使在车辆负载时,也能以几乎恒定的自然固有频率确保平衡的振动特性。

明确无误:触及EQ Power风格

在IAA上展出的F-CELL模型体现了梅赛德斯-奔驰当前的感官纯度设计理念。设计前提包括强调总体上特别是GLC系列中特殊地位的功能。这些设计前提是正式的公路属性以及对外观和内部的技术修改以及控制和显示概念。散热器格栅和轻合金轮毂,侧裙板和后保险杠上的蓝色饰物,以及带有F-CELL铭文的经典款式包裹,为燃料电池驱动器提供了清晰可见的指示。在IAA上展出的车辆具有标志性的特色,即前排进气口增大,以及经过空气动力学优化的20英寸车轮。内饰以其高档的外观和感觉以及流畅的形式给人留下深刻的印象,重新诠释了现代奢华。中控台采用雅致的装饰,线条流畅,散发出钢琴漆或多功能现代木质表面的独特魅力。

通过使用开孔木材作为饰边以及高比例的羊毛和亚麻布作为面料覆盖物,精确设计的细节和地道的材料选择,营造出令人愉悦的氛围,同时为室内带来优雅的整体印象。

组合仪表盘将以对角线12.3英寸的全屏显示形式进一步增强驾驶舱。来自COMAND系统的信息显示在10.25英寸的中央显示屏上。显示屏上的菜单和指示器适应于燃料电池/电池组合动力总成的功能。新型设计风格明显将燃料电池汽车与常规GLC区别开来。GLC F-CELL的新功能是具有手写识别功能的多功能触摸板,该触摸板将在首次亮相的量产车中在IAA上庆祝其全球首发。这项新开发的功能允许通过单手指或多手指手势(所谓的多点触控)控制远程信息处理功能。因此,触摸板在LINGUATRONIC之上与COMAND Online结合提供了全功能和创新的输入选项。触摸板还可以通过手写输入字母,数字和特殊字符。方向盘左侧和右侧的触摸控制按钮以及语音控制提供了更多控制选项。

追求完美:在批量生产的道路上

戴姆勒正在系统地为梅赛德斯·奔驰GLC F-CELL的批量生产做准备。在目前的测试车队中,梅赛德斯-奔驰工程师正在朝着生产启动的道路上迈出最后的关键步骤。目前正在评估针对特定市场的销售概念,包括租赁模型。像常规动力的GLC一样,这款具有日常实用性的家庭友好型SUV将在不来梅生产。在创新型燃料电池驱动器的开发和生产过程中,戴姆勒能够利用其全球竞争力网络。这项技术的核心是燃料电池堆,它是与福特汽车燃料合作伙伴公司(AFCC)的合作伙伴在加拿大温哥华共同开发的。生产直接在附近的梅赛德斯·奔驰燃料电池(MBFC)进行。整个燃料电池单元和储氢系统由戴姆勒的子公司NuCellSys在巴登-符腾堡州的基希海姆/纳伯恩开发。位于Untertürkheim的Daimler母厂负责在纳伯恩的燃料电池系统组装。戴姆勒的曼海姆工厂生产的氢气罐系统由碳纤维包装的罐组成,而锂离子电池则来自戴姆勒在萨克森州卡门兹的全资子公司ACCUMOTIVE。

基础设施是关键

全国范围的基础设施对于电动交通的成功至关重要。充电站和加氢站的普及正在世界范围内迅速发展。无论是在家中,在工作中,在路上还是在购物时:都有各种方法为电动汽车供电。同样,当涉及H2基础设施时,也在不断取得进步。戴姆勒已经与H2 Mobility合资企业的合作伙伴一起制定了具体的行动计划。H2加气站网络计划在明年年底前达到100个。到2023年,将有多达400个加氢站的网络。类似的基础设施项目正在欧洲,美国和日本推广。

系统方法:戴姆勒选择燃料电池实现电动出行

一切始于1980年代,当时戴姆勒的研究人员将注意力转向了冷燃烧。1994年,梅赛德斯-奔驰向全球公众推出了第一款燃料电池汽车-NECAR 1。随后还有许多其他车辆,包括A级F-​​CELL机队。2011年,人们特别关注F-CELL World Drive,这是燃料电池汽车的首次环球旅行。2015年,F 015豪华运动概念车推出了F-CELL插电式混合动力驱动系统,设计用于1,100公里的零排放汽车。迄今为止,梅赛德斯-奔驰的燃料电池汽车,包括B级F-CELL和Citaro FuelCELL混合动力城市客车,已经覆盖了1800万公里,从而证明了动力总成概念的成熟。GLC F-CELL现在迫在眉睫。

预生产车辆的技术数据(IAA)

混合模式(NEDC)中的CO2排放:0 g / kmH2范围:437 * km电池模式(NEDC)的电池电气范围49 km驱动系统:电动机电池:锂离子燃料电池:PEM(聚合物电解质燃料电池)额定输出:147千瓦(200马力)扭矩:350 Nm最高速度:160 km / h(受电子限制)H2储罐容量:4.4 kg(适用于SAE J2601,2014或新推出)电池容量(毛/净):13.8 kWh /9.3 kWh长度:4671 mm宽度:2096 mm高度: 1653毫米履带宽度:1625毫米(前)/ 1621毫米(后)轴距:2873

*在TÜV存在下的测量。