Mercedes-AMG představuje supervýkonný hybrid s technologiemi Formule 1

Mercedes-AMG zahajuje sériovou výrobu svého prvního vysokovýkonného hybridního modelu, který využívá technologie z Formule 1. Koncept zahrnuje speciální uspořádání pohonu s elektromotorem a vysokovýkonnou sadou akumulátorů z vlastního vývoje na zadní nápravě.

Čistě na elektřinu ujede Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE až 12 km. Zrychlení z klidu na rychlost 100 km/h proběhne za pouhých 2,9 sekundy, rychlosti 200 km/h je dosaženo za méně než deset sekund. Schopnost akcelerace končí až při 316 km/h.

Kombinace motoru V8 4,0 litru přeplňovaného dvěma turbodmychadly a elektromotoru přesvědčí nejvyšším výkonem hybridní soustavy 620 kW a maximálním točivým momentem více než 1400 N.m. Okamžité reakce elektrického pohonu zadní nápravy, rychlý nárůst točivého momentu a optimalizované rozložení hmotnosti mezi nápravy umožňují nové zážitky z velmi dynamické jízdy. Sada akumulátorů je stejně jako ve Formuli 1 cíleně koncipována pro rychlé vybíjení a nabíjení.

Mercedes AMG hybrid
Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE (4MATIC+), 2021. foto: Mercedes-AMG

Jako nová vrcholná verze modelové řady obdržel model AMG GT 63 S E PERFORMANCE výkonový stupeň motoru AMG V8 4,0 litru Biturbo vyladěný na nejvyšší výkon 470 kW a maximální točivý moment 900 N.m, který je k dispozici v širokém rozsahu otáček od 2500 do 4500 min-1. Tato charakteristika dokonale ladí s elektromotorem, který dosahuje svého maximálního točivého momentu 320 N.m již od okamžiku rozjezdu.

Na vysokém výkonu se podílejí dvě turbodmychadla Twin Scroll, která kombinují optimální reakce v nízkých otáčkách s vysokým nárůstem výkonu ve vyšších otáčkách. Skříň turbíny je za tím účelem rozdělena do dvou paralelně vedených přívodních kanálů.

Společně se dvěma rovněž oddělenými kanály ve sběrném výfukovém potrubí to umožňuje odděleně řídit pulzaci výfukových plynů přiváděných k oběžnému kolu turbíny. Jedním kanálem proudí výfukové plyny z prvního a druhého válce jedné řady válců, druhým kanálem jsou přiváděny výfukové plyny ze třetího a čtvrtého válce.

Cílem je zabránit vzájemnému negativnímu vlivu jednotlivých válců na výměnu plynů ve spalovacích prostorech. Tím se snižuje protitlak výfukových plynů a zlepšuje se výměna plynů ve válcích.

Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE (4MATIC+) slibuje spotřebu (WLTP): 8,6 l/100 km; emise CO2 kombinované 196 g/km; spotřeba elektřiny 10,3 kWh/100 km. foto: Mercedes-A MG

Napájení vedlejších agregátů zajišťuje reverzní alternátor poháněný řemenem. Řemenem poháněný reverzní alternátor kombinuje funkce alternátoru a spouštěče do jednoho komponentu a dosahuje nejvyššího výkonu 10 kW.

Toto zařízení spouští spalovací motor a zajišťuje základní napájení vedlejších agregátů, jakými jsou klimatizace nebo osvětlení vozidla, pokud vozidlo například stojí na semaforech a stav nabití vysokonapěťové sady akumulátorů již nepostačuje k zásobování nízkonapěťové elektrické sítě elektrickou energií. Reverzní alternátor reaguje mimořádně rychle, protože je integrován do 400V vysokonapěťové sítě.

Elektromotor o výkonu 150 kW (204 k) je uložen na zadní nápravě, kde tvoří kompaktní jednotku elektrického pohonu EDU (Electric Drive Unit) spolu s elektricky řazenou dvoustupňovou převodovkou a elektronicky řízeným samosvorným diferenciálem zadní nápravy. Interně se toto uspořádání nazývá „P3 Hybrid“. Lehká vysokovýkonná sada akumulátorů je rovněž umístěna vzadu nad zadní nápravou. Toto kompaktní uspořádání má řadu předností: 

  • Elektromotor pohání přímo kola zadní nápravy, a jeho hnací síla je tak bezprostředně využívána k pohonu – pro podporu akcelerace při rozjezd, zrychlování nebo předjíždění.
  • Pro elektromotor je typické okamžité dosažení maximálního točivého momentu, čímž umožňuje mimořádně agilní rozjezd.
  • Řidič kromě toho bezprostředně pocítí ještě sportovnější výkony díky integrovanému, elektronicky řízenému samosvornému diferenciálu zadní nápravy: Hybridní model zrychluje ze zatáček ještě agilněji, nabízí více trakce, a tím také vyšší úroveň aktivní bezpečnosti. 
  • S rostoucím prokluzem zadních kol se přenáší hnací síla elektromotoru v případě potřeby také na přední kola, aby byla zajištěna vyšší úroveň trakce. To je umožněno mechanickým spojením zcela variabilního pohonu všech kol prostřednictvím spojovacího hřídele a hnacích hřídelů předních kol.
  • Umístění elektromotoru a akumulátorů na zadní nápravě zlepšuje rozložení hmotnosti mezi nápravy, a tvoří tak základ pro přesvědčivé jízdní vlastnosti.
  • Koncept AMG umožňuje rekuperaci s velmi vysokou účinností, protože v systému dochází jen k minimálním mechanickým a hydraulickým ztrátám motoru a převodovky.
  • Dvoustupňová převodovka s automatickým řazením na zadní nápravě zajišťuje svými speciálně zvolenými převody rozsah od vysokého točivého momentu na kolech pro agilní rozjezd až po bezpečný trvalý výkon ve vyšších rychlostech. Elektrický mechanismus zařadí druhý stupeň nejpozději při cca 140 km/h, což odpovídá maximálním otáčkám elektromotoru 13 500 min-1
  • Týmu vývojářů se současně podařilo zvýšením výkonu přidaným elektromotorem zlepšit také hospodárnost celého vozidla – a dosáhnout nižších emisí i nižší spotřeby paliva.

Vysokovýkonná sada akumulátorů AMG HPB nabízí v modelu AMG GT 63 S E PERFORMANCE kapacitu 6,1 kWh, trvalý výkon 70 kW a krátkodobě 150 kW po dobu deseti sekund. Nízká hmotnost pouhých 89 kilogramů znamená velmi vysokou výkonovou hustotu 1,7 kW/kg. Pro porovnání: Běžné akumulátory bez přímého chlazení akumulátorových článků dosahují přibližně poloviční výkonové hustoty.

Nabíjení probíhá střídavým proudem z nabíjecích stanic, nástěnných nabíječek nebo domácích zásuvek prostřednictvím palubní nabíječky s výkonem 3,7 kW. Sada akumulátorů je koncipována pro rychlé vybíjení i nabíjení, nikoli pro co nejdelší dojezd. Dojezd 12 kilometrů s elektrickým pohonem přesto umožňuje praktický akční rádius, například pro nehlučné a bezemisní jízdy z obytné zóny na okraj města nebo na dálnici.

Přímé chlazení akumulátorových článků

Základem pro vysokou výkonnost 400V sady akumulátorů AMG je inovativní přímé chlazení. Kolem všech 560 akumulátorových článků poprvé proudí speciální chladicí kapalina, která není elektricky vodivá, a zajišťuje chlazení jednotlivých článků. Každý akumulátor potřebuje pro optimální odevzdávání výkonu definovanou teplotu. Je-li zásobník elektrické energie příliš chladný nebo naopak příliš horký, ztratí na přechodnou dobu citelně výkon nebo se musí jeho výkon snížit, ale se zabránilo jeho poškození v důsledku působení nadměrného tepla.

Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE (4MATIC+). foto: Mercedes-AMG

Rovnoměrné temperování sady akumulátorů má proto rozhodující vliv na její výkonnost, životnost a bezpečnost. Běžné chladicí systémy, které chladí pouze vzduchem nebo nepřímo celou sadu akumulátorů obvyklou chladicí kapalinou, narážejí brzy na své limity – požadavky akumulátorových článků na optimální teplotu při zvyšující se hustotě energie přitom dále vzrůstají. Pokud systém řízení provozní teploty nedokáže optimálně plnit svou funkci, hrozí předčasné stárnutí sady akumulátorů.

Odborníci AMG museli pro přímé chlazení vyvinout nové chladicí moduly s tloušťkou pouhý jeden milimetr. Pomocí speciálně vyvinutého vysokovýkonného elektrického čerpadla cirkuluje cca 14 litrů chladicí kapaliny celou sadou seshora dolů kolem každého akumulátorového článku. Chladicí kapalina protéká také chladičem olej/voda, který je umístěn přímo na sadě akumulátorů.

Teplo z chladiče je odváděno do jednoho ze dvou nízkoteplotních okruhů vozidla a odtud dále do chladiče nízkoteplotního okruhu na přídi vozidla, který předává teplo okolnímu vzduchu. Systém je přitom koncipován tak, aby bylo v sadě akumulátorů zajištěno rovnoměrné rozložení tepla.

Sada akumulátorů díky tomu pracuje vždy při rovnoměrně udržované, optimální průměrné provozní teplotě 45 °C bez ohledu na to, jak často je nabíjena nebo vybíjena. Při rychlé jízdě ale může docházet k překročení průměrné teploty. Ochranné mechanismy jsou proto nastaveny tak, aby sada akumulátorů mohla odevzdat maximální výkon a posléze se díky přímému chlazení vrátila na požadovanou úroveň provozní teploty.

S běžnými chladicími systémy to není možné a sada akumulátorů již pak není schopna poskytovat svůj výkonový potenciál v celém rozsahu. To však neplatí pro vysokovýkonnou sadu akumulátorů AMG HPB. I při rychlé jízdě na závodním okruhu v hybridním režimu, při níž se často zrychluje (akumulátory se vybíjejí) a zpomaluje (akumulátory se nabíjejí), si zásobník elektrické energie uchovává svou vysokou výkonnost.

Teprve účinné přímé chlazení umožňuje používat akumulátorové články s velmi vysokou výkonovou hustotou. Díky tomuto individuálnímu řešení je akumulátorový systém mimořádně lehký a kompaktní. K nízké hmotnosti této soustavy přispívá rovněž materiálově úsporný koncept napájecích přípojnic spolu s lehkou, současně však v případě nárazu stabilní a odolnou konstrukcí schránky z hliníku, která zaručuje nejvyšší úroveň bezpečnosti.

Dva komentáře u “Mercedes-AMG představuje supervýkonný hybrid s technologiemi Formule 1”

Napsat komentář