Mercedes-Benz Vision EQXX – Pod litr na sto

Pojízdná laboratoř Mercedes-Benz Vision EQXX potřebuje v reálném provozu na ujetí stovky kilometrů méně energie, než kolik jí obsahuje litr benzínu. Za tímto výsledkem stojí mnoho zajímavých koncepčních i technických řešení. Krátce jsme usedli za volant.

Tento prototyp existující v jednom jediném kuse představil Mercedes-Benz již začátkem roku 2022 na veletrhu CES v Las Vegas a od té doby má napilno. Pravidelně absolvuje dálkové cesty v reálném provozu a představuje se staticky na výstavách i v pohybu na různých akcích. A právě na jedné takové jsme měli možnost na uzavřeném polygonu za volant usednout i my. Vůz Vision EQXX vznikl na základě snahy vyvinout elektřinou poháněný vůz, který na jedno nabití ujede více než tisíc kilometrů. Mercedes-Benz ale nechtěl jít cestou prostého použití velkého akumulátoru, ale zvolil složitější přístup spočívající ve zvýšení celkové účinnosti, a tedy snížení spotřeby energie. Cílovou hodnotou celého projektu byla spotřeba kolem 10 kWh/100 km, již se ale podařilo značně překonat.

Foto: Mercedes-Benz

Automobil na první pohled působí futuristicky, ale současně z propracovanosti jeho detailů máte pocit, že jde o sériový vůz. Tvar karoserie je plně podřízen aerodynamice. Svými rozměry s délkou atakující pětimetrovou hranici přibližně odpovídá automobilům vyšší střední třídy, nicméně při reálném setkání působí drobnějším dojmem. Zaměření na minimalizaci aerodynamického odporu spočívá již ve snaze o zmenšení čelní plochy, která má hodnotu jen 2,12 m². Té bylo dosaženo zejména malou výškou 1348 mm a také silně se směrem ke střeše zužující horní částí karoserie. Zatímco podlaha vozu je zcela rovná, povrch karoserie je hladký a plynulý.

Při reálném setkání je fascinující zejména řešení zadní poloviny vozu s plynule se svažující střechou zakončenou výraznou odtrhovou hranou ohraničující zadní část nejen shora, ale také ze stran a zespodu. Zadní část podlahy je navíc výsuvná směrem vzad, takže bod odtrhnutí vzduchu posunuje ještě dále za vůz. Aplikované řešení useknuté zadní části je moderním provedením řešení Wunnibalda Kamma spočívající v principu, že obtékající vzduch se od povrchu na hraně doslova odtrhne a turbulence se začnou tvořit až daleko za vozem, kde již nevytvářejí za vozem podtlak, jenž by jej brzdil. Ostatně aerodynamické řešení vozu Vision EQXX předvedl Mercedes-Bez již v roce 2015 na studii Concept IAA, u nějž se nepohybovala pouze zadní část podlahy, ale celá záď. Oba tyto vozy spojují i celkové proporce a tvar karoserie.

Vision EQXX ale přidává řadu detailních řešení v podobě plochých krytů kovaných hořčíkových kol se speciálně upraveným přechodem mezi diskem a pneumatikou, vzduchové clony v předním nárazníku, průduchy za předními koly nebo třeba aktivní chladicí kanály v přídi vozu, které po otevření odvádějí vzduch otvory v přední kapotě. Součinitel aerodynamického odporu vzduchu činí jen c_x = 0,17 a pomohly jej dosáhnout také rozměry pneumatik, vyznačující se malou šířkou v poměru k průměru (185/65 R 20).

Foto: Mercedes-Benz

Usednutí na nízko umístěná a poměrně výrazně tvarovaná sedadla vás okamžitě přenese do budoucnosti. Palubní deska je tvořena průběžným displejem s celkovou šířkou 47,5 cm a rozlišením 7680 x 660 bodů. Nabízí různé možnosti zobrazení a grafiky. Světlé barvy v kombinaci s neotřele řešenými detaily jasně ukazují, že nemáte co do činění se sériovým vozem. Nicméně huňaté koberce a nápadité výplně dveří vytvářejí přiměřeně útulné prostředí. O to ale v tomto případě nejde.

Již zabouchnutí dveří naznačuje, že Mercedes-Benz se snažil všemožně snižovat hmotnost. Ostatně právě dveře jsou vyrobeny z kombinace kompozitů tvořených uhlíkovými a skelnými vlákny. Počáteční manévrování poněkud ztěžuje absence zadního skla, a tím i vnitřního zpětného zrcátka, avšak kamerový systém zajistí potřebnou orientaci. Vůz poháněný elektromotorem na zadní nápravě o výkonu 180 kW (245 k) se na pokyn akcelerátoru rozjíždí svižně a ani v nejmenším nemáte pocit, že jeho primárním úkolem je hospodárné nakládání s energií. To platí rovněž pro celkové sladění vozu, stejně jako pevný a jistý pocit ve volantu a také ochotu měnit směr jízdy.

Opravdové překvapení ale přichází v okamžiku, kdy uvolníte akcelerátor a máte nastavenou nulovou intenzitu rekuperace. Na základě zažitého chování běžných automobilů máte pocit, že automobil pojede snad donekonečna. Vůz jako by nezpomaloval a i mírná stoupání stále projížděl s jen pomalým ztrácením rychlosti. Je zřejmé, že právě omezování odporů všeho druhu má na výslednou hospodárnost značný vliv.

Foto: Mercedes-Benz

Krátké svezení vyvolalo mnoho otázek, protože ukázalo, že tento vůz ukrývá mnoho konstrukčních fines, z nichž se mnoho jistě postupně objeví i v sériových vozech. Kromě aerodynamiky spotřebu energie ovlivňuje také hmotnost. Mercedes-Benz v tomto ohledu pracoval nejen na akumulátoru, o němž bude řeč později, ale také na dalších částech vozu. Výsledkem je pohotovostní hmotnost 1755 kg. Jen pro srovnání doplňme, že Mercedes-Benz EQE 350+ s akumulátorem o kapacitě 102 kWh váží 2355 kg.

Pro konstrukci skeletu karoserie i další části jsou použity bionické struktury vyráběné formou 3D tisku a navržené v 3D programech používaných v herním a filmovém průmyslu. Příkladem za všechny je v tomto ohledu celá hliníková struktura části podlahy nad zadní nápravou, jejíž vývoj trval čtyři měsíce a ušetřil 20 kg. Podobná technologie byla použita také na mechanismu stěračů a na horním uložení předních tlumičů, kde ušetřila čtyři kilogramy. Samotná nosná struktura vozu je vyrobena z ultra-vysokopevnostních nízkoemisních ocelí. Hmotnost snižují také hliníkové komponenty zavěšení předních a zadních kol se zadní nápravnicí z uhlíkových kompozitů, ale například také pružiny vyrobené z plastů vyztužených skelnými vlákny. Vzhledem k tomu, že vůz ke svému zpomalování používá ve většině případů rekuperaci a mechanické brzdy přicházejí ke slovu jen sporadicky, EQXX používá celohliníkové brzdové kotouče.

Třetí zásadní oblastí pro dosažení nízké spotřeby v reálném provozu je samotný elektrický pohon. I v tomto případě Mercedes-Benz použil řešení přímo vyvinuté pro tento vůz, což dokazuje i napětí přesahující 900 V. Mantrou snažení byla maximální účinnost, kterou ve výsledku reprezentuje hodnota 95 % – tolik energie vydané akumulátorem se dostane na kola. Vývojový tým při návrhu hnací jednotky spojující elektromotor, stálý převod a výkonovou elektroniku spolupracoval s dceřinou společností Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) z britského Brixworthu, která pracuje na vývoji motorů pro F1. Samotná výkonová elektronika používá novou generaci karbidů křemíku ze supersportovního Mercedes-AMG Project ONE.

Foto: Mercedes-Benz

Zcela nově byl vyvinut také akumulátor vyznačující se energetickou hustotou 400 Wh/l. Ve srovnání s typem EQS má akumulátor 100 kWh vozu EQXX 100 kWh přibližně poloviční objem a současně je o přibližně 30 % lehčí – váží 495 kg. Těchto zlepšení bylo dosaženo nejen úpravou a dalším vývojem v oblasti chemie článků, ale také uspořádáním bez rozdělení do modulů. Jednotlivé články jsou umístěné přímo v pouzdře akumulátoru, jehož horní víko je vyrobeno z uhlíkových kompozitů používaných na akumulátorech týmu ­Mercedes-AMG Petronas F1 Team. Spe­cialitou akumulátoru je systém aktivního průběžného balancování článků, které umožňuje zvýšit celkové množství energie poskytované akumulátorem.

Celkovou efektivitu vozu zlepšuje také systém pasivního chlazení, využívající pro udržování hlavních komponentů a interiéru v požadovaných teplotách chladicí plát v přední části podlahy, jenž své teplo předává obtékajícímu vzduchu. V případě, že by tento systém nestačil, mohou se v přídi otevřít otvory, jež přivedou vzduch k šikmo umístěnému chladiči, od nějž je ohřátý vzduch odváděn mimo vůz otvory v přední kapotě. Pakliže by snad tento úkon nebyl dostatečný, je na chladiči umístěn elektrický ventilátor.

Projekt prototypu Vision EQXX měl za úkol ověřit možnosti pro snižování spotřeby energie v reálném provozu, jež bude možné v budoucnu využít v sériových modelech. Mercedes již nyní sdělil, že prvním vozem, kde budou poznatky z vozu EQXX aplikovány, bude nová generace třídy CLA, která bude mít premiéru již v příštím roce.

Stručné technické údaje

Poháněcí soustava
Synchronní elektromotor s permanentními magnety uložený vzadu napříč; 180 kW (245 k); lithium-iontový akumulátor, kapacita cca 100 kWh, 900 V; jednostupňový redukční převod. Pohon zadních kol.

Foto: Mercedes-Benz

Podvozek
Bezrámová konstrukce s pomocnými rámy vpředu i vzadu; všechna kola nezávisle zavěšena, vpředu spodní příčná ramena a vzpěry MacPherson, vzadu víceprvkové zavěšení; pérování pružinami (GFRP) a plynovými tlumiči, vpředu a vzadu příčný zkrutný stabilizátor; hliníkové kotoučové brzdy s vnitřním chlazením; hřebenové řízení s elektrickým posilovačem; pneumatiky Bridgestone Turanza Eco 285/65 R20.

Rozměry a hmotnosti
Rozvor náprav 2800 mm, d/š/v 4975/1870/1348 mm, světlá výška 188 mm; hmotnost pohotovostní 1755 kg; součinitel odporu vzduchu c_x = 0,17, čelní plocha 2,12 m².

Cena cca 300 000 000 Kč (jediný postavený prototyp)

Převzato z časopisu

Fotogalerie