Mercedes-Benz GLC F-Cell unisce 24 anni di esperienza

Rispetto all'auto a celle a combustibile Mercedes della generazione precedente (Classe B, disponibile in piccole quantità dal 2011), il sistema a celle a combustibile è del 30 percento più compatto e può essere installato nel normale vano motore sviluppando il 40 percento in più di potenza. ... Le celle a combustibile hanno anche il 90% in meno di platino incorporato e sono anche il 25% più leggere. Con 350 Newton metri di coppia e 147 kilowatt di potenza, il prototipo GLC F-Cell risponde istantaneamente al pedale dell'acceleratore, come abbiamo potuto constatare come collega capo ingegnere su un circuito di 40 chilometri. Stoccarda. L'autonomia in modalità H2 è di 437 chilometri (NEDC in modalità ibrida) e 49 chilometri in modalità batteria (NEDC in modalità batteria). E grazie all'odierna tecnologia convenzionale del serbatoio di idrogeno da 700 bar, il GLC F-Cell può essere ricaricato in soli tre minuti.

La cella a combustibile ibrida plug-in combina i vantaggi di entrambe le tecnologie di guida a emissioni zero e ottimizza l'uso di entrambe le fonti di energia per soddisfare le attuali esigenze di guida. In modalità ibrida, il veicolo è alimentato da entrambe le fonti di alimentazione. Il consumo energetico di picco è controllato dalla batteria, in modo che le celle a combustibile possano funzionare con la massima efficienza. In modalità F-Cell, l'elettricità dalle celle a combustibile mantiene costantemente carica la batteria ad alta tensione, il che significa che l'elettricità dalle celle a combustibile a idrogeno viene utilizzata quasi esclusivamente per la guida, e questo è un modo ideale per conservare l'elettricità della batteria per alcuni situazioni di guida. In modalità batteria, il veicolo è alimentato interamente dall'elettricità. Il motore elettrico è alimentato da una batteria e le celle a combustibile sono spente, il che è meglio per le brevi distanze. Infine, c'è una modalità di ricarica in cui la ricarica della batteria ad alta tensione ha la priorità, ad esempio quando si desidera caricare la batteria alla sua massima autonomia totale prima di scaricare l'idrogeno. In questo modo possiamo anche accumulare una riserva di potenza prima di salire o prima di una pedalata molto dinamica. La trasmissione del GLC F-Cell è molto silenziosa, come ci aspettavamo, e l'accelerazione è istantanea non appena si preme il pedale dell'acceleratore, come nel caso dei veicoli elettrici. Il telaio è regolato per evitare un'eccessiva inclinazione del corpo e funziona in modo molto soddisfacente, anche grazie alla distribuzione ideale dei pesi tra i due assi di quasi 50-50.

In termini di rigenerazione dell'energia, la carica della batteria è scesa dal 30 al 91 percento durante la guida in salita dopo soli 51 chilometri, ma durante la guida in discesa a causa della frenata e del recupero è salita nuovamente al 67 percento. Diversamente, la guida è possibile con tre stadi di rigenerazione, che controlliamo con leve accanto al volante, molto simili a quelle a cui siamo abituati nelle auto con cambio automatico.

Mercedes-Benz ha introdotto il suo primo veicolo a celle a combustibile nel 1994 (NECA 1), seguito da diversi prototipi, tra cui la Mercedes-Benzon Classe A nel 2003. Nel 2011, l'azienda ha organizzato un viaggio intorno al mondo. F-Cell World Drive e nel 2015, nell'ambito dello studio F 015 Luxury and Motion, hanno introdotto un sistema di celle a combustibile ibrido plug-in per 1.100 chilometri a emissioni zero. Lo stesso principio si applica ora alla Mercedes-Benz GLC F-Cell, che dovrebbe uscire su strada in edizioni limitate entro la fine di quest'anno.

I serbatoi di idrogeno prodotti a Mannheim sono installati in un luogo sicuro tra i due assi e sono inoltre protetti da un telaio ausiliario. Lo stabilimento Daimler di Untertürkheim produce l'intero sistema di celle a combustibile e lo stock di circa 400 celle a combustibile proviene dallo stabilimento Mercedes-Benz Fuell Cell (MBFG) nella Columbia Britannica, il primo impianto interamente dedicato alla produzione e all'assemblaggio di carburante. pile di cellule. Infine: la batteria agli ioni di litio proviene dalla consociata di Daimler Accumotive in Sassonia, in Germania.

Intervista: Jürgen Schenck, Direttore del Programma Veicoli Elettrici di Daimler

Uno dei vincoli tecnici più impegnativi in ​​passato è stato il funzionamento del sistema a basse temperature. Puoi avviare questa macchina a 20 gradi Celsius sotto lo zero?

Certo che puoi. Abbiamo bisogno di un preriscaldamento, una specie di riscaldamento, per preparare il sistema di celle a combustibile. Ecco perché iniziamo con un avvio rapido con una batteria, che ovviamente è possibile anche a temperature inferiori a 20 gradi sotto zero. Non possiamo utilizzare tutta la potenza disponibile e dobbiamo rimanere durante il warm-up, ma all'inizio ci sono circa 50 "cavalli" a disposizione per guidare la macchina. Ma d'altra parte, offriremo anche un caricabatterie plug-in e il cliente avrà la possibilità di preriscaldare la cella a combustibile. In questo caso, tutta la potenza sarà inizialmente disponibile. Il preriscaldamento può essere impostato anche tramite l'app per smartphone.

La Mercedes-Benz GLC F-Cell ha la trazione integrale? Qual è la capacità di una batteria agli ioni di litio?

Il motore è sull'asse posteriore, quindi l'auto è a trazione posteriore. La batteria ha una capacità netta di 9,1 kilowattora.

Dove lo farai?

A Brema, in parallelo con un'auto con motore a combustione interna. I dati sulla produzione saranno bassi poiché la produzione è limitata alla produzione di celle a combustibile.

Dove collocherai GLC F-Cell a un prezzo accessibile?

Il prezzo sarà paragonabile a quello di un modello diesel ibrido plug-in con specifiche simili. Non posso dirti l'importo esatto, ma deve essere ragionevole, altrimenti nessuno l'avrebbe comprato.

Quasi 70.000€, quanto vale la Toyota Mirai?

Il nostro veicolo diesel ibrido plug-in che ho menzionato sarà disponibile in quest'area, sì.

Quali garanzie darai ai tuoi clienti?

Avrà una garanzia totale. L'auto sarà disponibile in un regime di leasing full service, che includerà anche garanzie. Mi aspetto che siano circa 200.000 km o 10 anni, ma dato che sarà un leasing non sarà così importante.

Quanto pesa l'auto?

È vicino a un crossover ibrido plug-in. Il sistema a celle a combustibile è paragonabile per peso a un motore a quattro cilindri, il sistema ibrido plug-in è simile, invece di un cambio automatico a nove rapporti, abbiamo un motore elettrico sull'asse posteriore, e invece di un serbatoio di latta di benzina. o diesel - serbatoi di idrogeno in fibra di carbonio. È leggermente più pesante nel complesso a causa del telaio che sostiene e protegge il serbatoio dell'idrogeno.

Quali pensi siano le caratteristiche principali del tuo veicolo a celle a combustibile rispetto a quello che gli asiatici hanno già introdotto sul mercato?

Ovviamente, trattandosi di un ibrido plug-in, risolve uno dei principali problemi che affliggono la ricezione dei veicoli a fuel cell. Fornendo loro un'autonomia di volo di 50 chilometri con solo una batteria, la maggior parte dei nostri clienti sarà in grado di guidare senza bisogno di idrogeno. Allora non preoccuparti per la mancanza di stazioni di ricarica a idrogeno. Tuttavia, poiché le stazioni di idrogeno diventano più comuni nei lunghi viaggi, l'utente può riempire completamente i serbatoi facilmente e rapidamente.

In termini di costi di gestione, qual è la differenza tra l'utilizzo di un'auto con batterie o a idrogeno?

Il funzionamento completamente a batteria è più economico. In Germania costa circa 30 centesimi al kilowattora, il che significa circa 6 euro ogni 100 chilometri. Con l'idrogeno il costo sale a 8-10 euro per 100 chilometri, tenendo conto del consumo di circa un chilogrammo di idrogeno per 100 chilometri. Ciò significa che guidare con l'idrogeno è circa il 30% più costoso.

Intervista: prof. Dr. Christian Mordic, Direttore delle celle a combustibile Daimler

Christian Mordik guida la divisione Fuel Cell Drives di Daimler ed è General Manager di NuCellSys, la sussidiaria di Daimler per le celle a combustibile ei sistemi di stoccaggio dell'idrogeno per le automobili. Gli abbiamo parlato del futuro della tecnologia delle celle a combustibile e della pre-produzione GLC F-Cell.

I veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) sono visti come il futuro della propulsione. Cosa impedisce a questa tecnologia di diventare un luogo comune?

Quando si tratta del valore di mercato dei sistemi a celle a combustibile per autoveicoli, nessuno dubita più delle loro prestazioni. L'infrastruttura di ricarica continua a essere la principale fonte di incertezza per i clienti. Tuttavia, il numero di pompe a idrogeno sta crescendo ovunque. Con la nuova generazione del nostro veicolo basata sul Mercedes-Benz GLC e l'integrazione della tecnologia di connettività, abbiamo ottenuto un ulteriore aumento dell'autonomia e delle capacità di ricarica. Certo, i costi di produzione sono un altro aspetto, ma anche qui abbiamo fatto notevoli progressi e vediamo chiaramente cosa si può migliorare.

Attualmente, l'idrogeno per la propulsione a celle a combustibile continua ad essere prevalentemente derivato da fonti energetiche fossili come il gas naturale. Non è ancora del tutto verde, vero?

In realtà non lo è. Ma questo è solo il primo passo per dimostrare che la guida con celle a combustibile senza emissioni locali può essere la giusta alternativa. Anche con l'idrogeno derivato dal gas naturale, le emissioni di anidride carbonica lungo l'intera catena potrebbero essere ridotte di un buon 25%. È importante poter produrre idrogeno in modo ecologico e ci sono davvero molti modi per raggiungere questo obiettivo. L'idrogeno è un vettore ideale per immagazzinare l'energia eolica e solare, che non vengono prodotte continuamente. Con una quota sempre crescente di fonti energetiche rinnovabili, l'idrogeno svolgerà un ruolo sempre più importante nel sistema energetico complessivo. Di conseguenza, diventerà sempre più attraente per il settore della mobilità.

Il tuo coinvolgimento nello sviluppo di sistemi di celle a combustibile stazionarie gioca un ruolo qui?

Esattamente. Il potenziale dell'idrogeno è più ampio che solo nelle automobili, ad esempio nei settori dei servizi, industriale e domestico, è ovvio e richiede lo sviluppo di nuove strategie. Le economie di scala e la modularità sono fattori importanti qui. Insieme al nostro innovativo incubatore Lab1886 e agli esperti informatici, stiamo attualmente sviluppando sistemi prototipali per l'alimentazione di emergenza per centri di calcolo e altre applicazioni fisse.

Quali sono i tuoi prossimi passi?

Abbiamo bisogno di standard di settore uniformi in modo da poter passare alla produzione di veicoli su larga scala. In ulteriori sviluppi, la riduzione dei costi dei materiali sarà di particolare importanza. Ciò include un ulteriore ridimensionamento dei componenti e la proporzione di materiali costosi. Se confrontiamo il sistema attuale con il sistema F-Cell Mercedes-Benz Classe B, abbiamo già ottenuto molto, già riducendo il contenuto di platino del 90 percento. Ma dobbiamo andare avanti. L'ottimizzazione dei processi di produzione aiuta sempre a ridurre i costi, ma è più una questione di economie di scala. Le collaborazioni, i progetti multi-produttore come Autostack Industrie e gli investimenti globali previsti nella tecnologia aiuteranno sicuramente questo. Credo che entro la metà del prossimo decennio e sicuramente dopo il 2025, l'importanza delle celle a combustibile in generale aumenterà, e saranno particolarmente importanti nel settore dei trasporti. Ma non arriverà sotto forma di un'esplosione improvvisa, poiché è probabile che le celle a combustibile sul mercato mondiale continuino a occupare solo una percentuale a una cifra. Ma anche importi modesti aiutano a stabilire standard particolarmente importanti per la riduzione dei costi.

Chi è l'acquirente target di un veicolo a celle a combustibile e che ruolo svolge nel portafoglio di motori della vostra azienda?

Le celle a combustibile sono di particolare interesse per i clienti che richiedono ogni giorno una lunga autonomia e che non utilizzano pompe a idrogeno. Tuttavia, per i veicoli in ambienti urbani, la trazione elettrica a batteria è attualmente un'ottima soluzione.

Il GLC F-Cell è qualcosa di speciale in tutto il mondo grazie alla sua trazione ibrida plug-in. Perché hai unito le celle a combustibile e la tecnologia delle batterie?

Abbiamo voluto sfruttare l'ibridazione piuttosto che scegliere tra A o B. La batteria ha tre vantaggi: possiamo recuperare l'elettricità, l'energia aggiuntiva è disponibile durante l'accelerazione e l'autonomia è aumentata. La soluzione di connettività assisterà i conducenti nelle prime fasi dello sviluppo dell'infrastruttura, quando la rete di pompe dell'idrogeno è ancora scarsa. Per 50 chilometri puoi ricaricare la tua auto a casa. E nella maggior parte dei casi, è sufficiente per arrivare alla tua prima pompa di idrogeno.

Il sistema di celle a combustibile è più o meno complesso di un moderno motore diesel?

Anche le celle a combustibile sono complesse, forse anche leggermente più piccole, ma il numero di componenti è all'incirca lo stesso.

E se confronti i costi?

Se il numero di ibridi plug-in e di celle a combustibile prodotte fosse lo stesso, sarebbero già oggi allo stesso livello di prezzo.

Quindi i veicoli ibridi plug-in a celle a combustibile sono la risposta al futuro della mobilità?

Potresti sicuramente essere uno di loro. Le batterie e le celle a combustibile formano una simbiosi poiché entrambe le tecnologie si completano molto bene. La potenza e la risposta più rapida delle batterie supportano le celle a combustibile che trovano la loro autonomia operativa ideale in situazioni di guida che richiedono un costante aumento di potenza e una maggiore autonomia. In futuro sarà possibile una combinazione di batterie flessibili e moduli di celle a combustibile, a seconda dello scenario di mobilità e del tipo di veicolo.