Mercedes-Benz GLC F-Cell combina 24 anys d’experiència

En comparació amb el cotxe de piles de combustible Mercedes de la generació anterior (classe B, que està disponible en poques quantitats des del 2011), el sistema de piles de combustible és un 30 per cent més compacte i es pot instal·lar al compartiment del motor normal mentre desenvolupa un 40 per cent més de potència. ... Les piles de combustible també tenen un 90% menys de platí incorporat i també són un 25% més lleugeres. Amb 350 Newton metres de parell i 147 quilowatts de potència, el prototip GLC F-Cell respon a l’instant al pedal de l’accelerador, tal com vam assistir com a company enginyer en cap en un circuit de 40 quilòmetres. Stuttgart. L’abast en mode H2 és de 437 quilòmetres (NEDC en mode híbrid) i 49 quilòmetres en mode bateria (NEDC en mode bateria). I gràcies a la tecnologia actual de 700 bar de dipòsit d’hidrogen, la cèl·lula F GLC es pot carregar en només tres minuts.

La pila de combustible híbrida endollable combina els avantatges de les tecnologies de conducció d’emissions zero i optimitza l’ús de les dues fonts d’energia per satisfer els requisits de conducció actuals. En mode híbrid, el vehicle funciona amb les dues fonts d’energia. La bateria controla el màxim consum d'energia, de manera que les piles de combustible poden funcionar amb una eficiència òptima. En el mode de cèl·lules F, l’electricitat de les piles de combustible manté carregada constantment la bateria d’alta tensió, cosa que significa que l’electricitat de les piles de combustible d’hidrogen s’utilitza gairebé exclusivament per conduir, cosa que és una manera ideal de conservar l’electricitat de la bateria per a certes conduccions. situacions. En mode de bateria, el vehicle funciona totalment amb electricitat. El motor elèctric funciona amb una bateria i les piles de combustible estan apagades, cosa que és millor per a distàncies curtes. Finalment, hi ha un mode de càrrega en què la càrrega de la bateria d’alta tensió té prioritat, per exemple, quan es vol carregar la bateria al màxim màxim abans de descarregar l’hidrogen. D’aquesta manera, també podem acumular una reserva de potència abans de pujar o abans d’un viatge molt dinàmic. La transmissió del GLC F-Cell és molt silenciosa, cosa que esperàvem, i l’acceleració és instantània tan bon punt premeu el pedal de l’accelerador, com és el cas dels vehicles elèctrics. El xassís està ajustat per evitar una inclinació excessiva de la carrosseria i funciona molt satisfactòriament, també gràcies a la distribució del pes ideal entre els dos eixos de gairebé 50-50.

Pel que fa a la regeneració d’energia, la càrrega de la bateria va caure del 30 al 91 per cent quan es conduïa cap amunt després de només 51 quilòmetres, però quan es va baixant a causa de la frenada i la recuperació, va tornar a pujar fins al 67 per cent. En cas contrari, la conducció és possible amb tres etapes de regeneració, que controlem mitjançant palanques al costat del volant, molt similars a les que estem acostumats als cotxes amb transmissió automàtica.

Mercedes-Benz va presentar el seu primer vehicle amb pila de combustible el 1994 (NECA 1), seguit de diversos prototips, inclòs el Mercedes-Benzon Classe A el 2003. El 2011, la companyia va organitzar un viatge per tot el món. F-Cell World Drive, i el 2015, com a part de l’estudi F 015 Luxury and Motion, van introduir un sistema de piles de combustible híbrid endollable per a 1.100 quilòmetres de zero emissions. El mateix principi s’aplica ara al Mercedes-Benz GLC F-Cell, que s’espera que surti a la carretera en edicions limitades abans d’acabar aquest any.

Els dipòsits d’hidrogen fabricats a Mannheim s’instal·len en un lloc segur entre els dos eixos i estan protegits a més per un marc auxiliar. La planta d’Untertürkheim de Daimler produeix tot el sistema de piles de combustible i el stock d’unes 400 piles de combustible prové de la planta Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) de la Columbia Britànica, la primera planta dedicada íntegrament a la producció i el muntatge de combustible. piles de cel·les. Finalment: la bateria de ions de liti prové de la filial de Daimler Accumotive a Saxònia, Alemanya.

Entrevista: Jürgen Schenck, director del programa de vehicles elèctrics de Daimler

Una de les limitacions tècniques més difícils del passat ha estat el funcionament del sistema a baixes temperatures. Es pot arrencar aquest cotxe a 20 graus centígrads sota zero?

Per descomptat que pot. Necessitem un preescalfament, algun tipus de calefacció, per preparar el sistema de piles de combustible. Per això, comencem amb un arrencada ràpida amb una bateria, cosa que també és possible a temperatures inferiors a 20 graus sota zero. No podem utilitzar tota l’energia disponible i hem de romandre durant l’escalfament, però al principi hi ha uns 50 “cavalls” disponibles per conduir el cotxe. Però, d’altra banda, també oferirem un carregador endollable i el client tindrà l’opció de preescalfar la pila de combustible. En aquest cas, tota la potència estarà disponible inicialment. El preescalfament també es pot configurar mitjançant l’aplicació per a telèfons intel·ligents.

El Mercedes-Benz GLC F-Cell té tracció integral? Quina és la capacitat d'una bateria de ions de liti?

El motor es troba a l’eix posterior, de manera que el cotxe té tracció posterior. La bateria té una capacitat neta de 9,1 quilowatts hora.

On ho faràs?

A Bremen, en paral·lel amb un cotxe amb motor de combustió interna. Les xifres de producció seran baixes, ja que la producció es limita a la producció de cèl·lules de combustible.

On col·locareu la cèl·lula GLC F a un preu assequible?

El preu serà comparable al d’un model dièsel híbrid endollable amb especificacions similars. No puc dir-vos l'import exacte, però deu ser raonable, en cas contrari ningú no l'hauria comprat.

Prop de 70.000 €, quant val el Toyota Mirai?

El nostre vehicle dièsel híbrid endollable que he esmentat estarà disponible en aquesta àrea, sí.

Quines garanties oferireu als vostres clients?

Tindrà plena garantia. El cotxe estarà disponible en un pla d’arrendament de serveis complets, que també inclourà garanties. Espero que siguin uns 200.000 km o deu anys, però com que serà un contracte d’arrendament no serà tan important.

Quant pesa el cotxe?

Està a prop d'un crossover híbrid endollable. El sistema de pila de combustible és comparable en pes a un motor de quatre cilindres, el sistema híbrid endollable és similar, en lloc d'una transmissió automàtica de nou velocitats, tenim un motor elèctric a l'eix posterior i en comptes d'un dipòsit de llauna de gasolina. o dièsel - dipòsits d'hidrogen de fibra de carboni. És una mica més pesat en general a causa del marc que suporta i protegeix el dipòsit d'hidrogen.

Quines creieu que són les principals característiques del vostre vehicle de pila de combustible en comparació amb el que els asiàtics ja han introduït al mercat?

Viouslybviament, com que és un híbrid endollable, resol un dels principals problemes que afecten la recepció dels vehicles amb pila de combustible. En proporcionar-los una autonomia de vol de 50 quilòmetres amb només una bateria, la majoria dels nostres clients podran conduir sense necessitat d’hidrogen. Aleshores no us preocupeu per la manca d’estacions de càrrega d’hidrogen. Tanmateix, a mesura que les estacions d’hidrogen són cada cop més habituals en viatges llargs, l’usuari pot omplir fàcilment i ràpidament els tancs completament.

Quant als costos de funcionament, quina diferència hi ha entre utilitzar un cotxe amb bateries o hidrogen?

El funcionament total de la bateria és més barat. A Alemanya, costa uns 30 centaus de dòlar per quilowatt-hora, el que significa uns 6 euros per cada 100 quilòmetres. Amb l’hidrogen, el cost puja a 8-10 euros per cada 100 quilòmetres, tenint en compte el consum d’aproximadament un quilogram d’hidrogen per cada 100 quilòmetres. Això significa que conduir amb hidrogen és aproximadament un 30 per cent més car.

Entrevista: prof. Dr. Christian Mordic, director de piles de combustible Daimler

Christian Mordik lidera la divisió de piles de combustible de Daimler i és director general de NuCellSys, la filial de Daimler per a piles de combustible i sistemes d’emmagatzematge d’hidrogen per a automòbils. Hem parlat amb ell sobre el futur de la tecnologia de les piles de combustible i de la GLC F-Cell de preproducció.

Els vehicles elèctrics amb pila de combustible (FCEV) es consideren el futur de la propulsió. Què impedeix que aquesta tecnologia esdevingui habitual?

Quan es tracta del valor de mercat dels sistemes de piles de combustible per a automoció, ja ningú no dubta del seu rendiment. La infraestructura de càrrega continua sent la font més gran d’incertesa dels clients. Tot i això, el nombre de bombes d’hidrogen creix a tot arreu. Amb la nova generació del nostre vehicle basada en el Mercedes-Benz GLC i la integració de la tecnologia de connectivitat, hem aconseguit un augment addicional de l’abast i de les capacitats de càrrega. Per descomptat, els costos de producció són un altre aspecte, però també aquí hem avançat significativament i hem vist clarament què es pot millorar.

Actualment, l’hidrogen per a la propulsió de les piles de combustible continua essent derivat principalment de fonts d’energia fòssil com el gas natural. Encara no és verd, oi?

En realitat no ho és. Però aquest és només el primer pas per demostrar que la conducció de piles de combustible sense emissions locals pot ser l'alternativa correcta. Fins i tot amb l'hidrogen derivat del gas natural, les emissions de diòxid de carboni a tota la cadena es podrien reduir en un bon 25 per cent. És important que puguem produir hidrogen sobre una base verda i que hi hagi moltes maneres d'aconseguir-ho. L'hidrogen és un portador ideal per emmagatzemar energia eòlica i solar, que no es produeixen de manera contínua. Amb una proporció cada cop més gran de fonts d'energia renovables, l'hidrogen tindrà un paper cada cop més important en el sistema energètic global. En conseqüència, serà cada cop més atractiu per al sector de la mobilitat.

La vostra participació en el desenvolupament de sistemes estacionaris de piles de combustible té un paper aquí?

Exactament. El potencial de l’hidrogen és més ampli que només en automòbils, per exemple, en els sectors de serveis, industrials i domèstics, és obvi i requereix el desenvolupament de noves estratègies. Les economies d'escala i modularitat són factors importants aquí. Juntament amb els nostres innovadors experts en informàtica i incubadora Lab1886, actualment estem desenvolupant sistemes prototips per a la font d’alimentació d’emergència per a centres informàtics i altres aplicacions fixes.

Quins són els vostres propers passos?

Necessitem estàndards uniformes de la indústria per poder avançar cap a la producció de vehicles a gran escala. En desenvolupaments posteriors, la reducció dels costos dels materials serà de particular importància. Això inclou una major reducció de components i la proporció de materials cars. Si comparem el sistema actual amb el sistema Mercedes-Benz Classe B F-Cell, ja hem aconseguit molt, ja reduint el contingut de platí en un 90 per cent. Però hem de seguir endavant. L'optimització dels processos de fabricació sempre ajuda a reduir costos, però és més una qüestió d'economies d'escala. Les col·laboracions, els projectes de diversos fabricants com Autostack Industrie i la inversió global prevista en tecnologia, sens dubte, ajudaran a això. Crec que a mitjans de la propera dècada i certament després del 2025, la importància de les piles de combustible en general augmentarà, i seran especialment importants en el sector del transport. Però no es produirà en forma d'explosió sobtada, ja que és probable que les piles de combustible del mercat mundial continuïn ocupant només un percentatge d'un dígit. Però fins i tot quantitats modestes ajuden a establir estàndards que són especialment importants per a la reducció de costos.

Qui és el comprador objectiu d'un vehicle amb pila de combustible i quin paper juga en la cartera de motores de la vostra empresa?

Les piles de combustible són d’interès particular per als clients que necessiten un llarg abast cada dia i que no utilitzen bombes d’hidrogen. No obstant això, per a vehicles en entorns urbans, l’accionament elèctric amb bateria és actualment una molt bona solució.

El GLC F-Cell és una cosa especial a tot el món per la seva unitat híbrida endollable. Per què vas combinar la tecnologia de piles de combustible i bateries?

Volíem aprofitar la hibridació en lloc de triar entre A o B. La bateria té tres avantatges: podem recuperar electricitat, es disposa d’energia addicional durant l’acceleració i el rang augmenta. La solució de connectivitat ajudarà els conductors en les primeres etapes del desenvolupament de la infraestructura quan la xarxa de bombes d’hidrogen encara estigui escassa. Durant 50 quilòmetres podeu carregar el cotxe a casa. I, en la majoria dels casos, n’hi ha prou per arribar a la primera bomba d’hidrogen.

El sistema de piles de combustible és més o menys complex que un motor dièsel modern?

Les piles de combustible també són complexes, potser fins i tot una mica més petites, però el nombre de components és aproximadament el mateix.

I si compareu els costos?

Si el nombre d’híbrids endollables i de piles de combustible produïdes fos el mateix, actualment ja estarien al mateix nivell de preus.

Aleshores, són els vehicles híbrids endollables la resposta al futur de la mobilitat?

Segurament pots ser un d'ells. Les bateries i les piles de combustible formen una simbiosi, ja que ambdues tecnologies es complementen molt bé. La potència i la resposta més ràpida de les bateries donen suport a les piles de combustible que troben el seu rang de funcionament ideal en situacions de conducció que requereixen un augment constant de potència i major autonomia. En el futur, serà possible una combinació de bateries flexibles i mòduls de piles de combustible, segons l'escenari de mobilitat i el tipus de vehicle.