Foto ©: media Mercedes-Benz
Op weg naar volledig elektrische mobiliteit vormen de plug-in hybriden misschien wel de belangrijkste overbruggingstechnologie. Met de EQ Power-modellen presenteert Mercedes-Benz een efficiënt aandrijvingspakket van alweer de derde generatie, waarmee een volgende stap op weg naar CO2-neutrale mobiliteit wordt gezet. Klanten van Mercedes-Benz zullen de voordelen van de technologie vanaf eind 2020 in meer dan 20 verschillende modelvarianten kunnen ervaren.
Bij de plug-in hybride vullen de positieve eigenschappen van de elektromotor en de verbrandingsmotor elkaar aan, waardoor de beperkingen van de verschillende systemen vrijwel volledig worden gecompenseerd. Het belangrijkste voordeel van de hybridetechniek is de mogelijkheid om lokaal emissievrij te rijden, in combinatie met de vertrouwde autonomie van een auto met een conventionele aandrijflijn. Bestuurders van een plug-in hybride hebben geen last van de zogenaamde range anxiety. Relatief grote lithium-ion accu’s zorgen voor een volledig elektrische actieradius die voor de meeste dagelijkse ritten meer dan voldoende is. Mercedes-Benz gaat deze baanbrekende technologie over het gehele modellengamma uitrollen: van de A- tot de S-klasse en van de GLA tot de GLE krijgen de verbrandingsmotoren elektrische ondersteuning. Zij onttrekken hun energie aan accu’s die thuis, op het werk of via het openbare stroomnet gemakkelijk en snel kunnen worden opgeladen.
De medewerkers van Mercedes-Benz Research hebben onder meer de input van de EQ Ready App gebruikt om te bepalen hoe groot de afstanden zijn die gemiddeld door bestuurders van een elektrische auto worden afgelegd. Uit de analyse kwam naar voren dat een volledig elektrische actieradius van 50 kilometer voldoende is voor 90 procent van alle ritten. Het aandeel van de langere ritten is steeds kleiner – meer dan 90 procent van alle ritten is korter dan 100 kilometer en het overgrote deel van de ritten is korter dan 400 kilometer. De plug-in hybriden van de derde generatie voorzien zodoende uitstekend in de behoefte.
Plug-in hybridetechnologie voor compacte modellen
Voor modellen met een overdwars geplaatste motor en de 8G-DCT transmissie met dubbele koppeling werd een compacte hybride tractiekop ontwikkeld waarvan de elektromotor dienstdoet als een permanent bekrachtigde synchroonmotor met een inwendige rotor. De stator is een integraal onderdeel van de tractiebehuizing, de rotor van de elektromotor bestaat uit een in het oliebad draaiende frictie-arme scheidingskoppeling. On-demand stator- en rotorkoeling maakt het mogelijk om zowel het piekvermogen als het continue vermogen van de elektromotor aan te spreken zonder concessies te hoeven doen. De hybridecomponenten zorgen ervoor dat een 12V startmotor achterwege kon blijven, omdat alleen de elektromotor wordt gebruikt voor het starten en ondersteunen van de verbrandingsmotor. Naast efficiency zorgt de compacte aandrijving ook voor een royale portie rijplezier en geschiktheid voor dagelijks gebruik. De technische highlights van de hybridetechniek voor de compacte modellen spreken voor zich:
Elektrische actieradius van maximaal 77 km (NEDC)
· Elektrisch vermogen van max. 75 kW
· Systeemvermogen 160 kW
· Systeemkoppel 450 Nm
· Topsnelheid 140 km/u (elektrisch) / 235 km/u (totaal; A-Klasse Limousine)
· Acceleratie 0-100 km/u in 6,6 seconden (A-Klasse Limousine)
· Nagenoeg evenveel bagageruimte als bij de reguliere uitvoeringen
De EQ Power-combinatie van de elektromotor en de 1,33-liter viercilindermotor levert een vermogen van 160 kW (218 pk) op en een totaal maximumkoppel van 450 Nm. Hét kenmerk van de elektromotor, de beschikbaarheid van het volledige koppel bij het wegrijden vanuit stilstand heeft als positieve uitwerking dat de compacte plug-in hybriden direct reageren op het gaspedaal. De prestaties zijn zodoende indrukwekkend: de A 250 e (gecombineerd brandstofverbruik 1,5-1,4 l/100 km, gecombineerde CO2-uitstoot 34-33 g/km, gecombineerd stroomverbruik 15,0-14,8 kWh/100 km) zorgt ervoor dat de traditionele sprint van 0 naar 100 km/u in slechts 6,6 seconden wordt voltooid. Pas bij een snelheid van 235 km/u wordt de strijd met de luchtweerstand verloren.
Nieuwste accugeneratie met een hoge energiedichtheid
Een lithium-ion accu met een totale capaciteit van circa 15,6 kWh dient als energieopslag voor het elektrische systeem. Deze kan worden bijgeladen met wissel- of gelijkstroom. De aansluiting hiervoor, feitelijk de ‘de stroom-tankdop’ bevindt zich in het achterste gedeelte van het rechter zijpaneel. De compacte plug-in hybriden kunnen bij aansluiting op een 7,4 kW wandcontactdoos met wisselstroom (AC) binnen 1 uur en 45 minuten worden opgeladen van 10-100 procent SoC. Met de snellere gelijkstroom (DC) vermindert de laadtijd van 10-80 procent SoC tot slechts 25 minuten. De watergekoelde accu’s met een gewicht van ongeveer 150 kg worden geleverd door Daimler-dochteronderneming Deutsche ACCUMOTIVE. Voor de derde generatie Mercedes-Benz plug-in hybriden, die worden verkocht onder de naam EQ Power, maakt de fabrikant gebruik van accu’s met een geavanceerde cellulaire chemie. De overstap van lithium-ijzer-fosfaat (LiFePo) naar lithium-nikkel-mangaan-kobalt (Li-NMC) maakte het mogelijk om de celcapaciteit te verhogen van 22 naar 37 Ah. Hierdoor konden de accupakketten kleiner worden gemaakt, wat een grotere bagageruimte en meer ruimte voor de inzittenden oplevert.
Plug-in hybridetechnologie voor modellen met motor in lengterichting
Sinds de introductie van de hybridetechniek bij Mercedes-Benz in 2009 in de S 400 Hybrid is dit type aandrijflijn systematisch doorontwikkeld voor toepassing in modellen waarbij de motor in lengterichting is geplaatst. Voor de nieuwste generatie EQ Power-technologie hebben de ontwikkelaars vooral de elektromotor in de 9G-TRONIC plug-in hybridetransmissie verder doorontwikkeld. Deze werkt als een permanent bekrachtigde synchroonmotor met een interne rotor. De sterkere vermogenselektronica maakt een hoger vermogen en een hoger koppel mogelijk. De koppelomvormer met geïntegreerde lockup-koppeling vormt een andere stap voorwaarts. Ondanks het verder toegenomen vermogen blijft de elektromotor uiterst compact. Al met al is de transmissie slechts 108 mm langer dan de standaard 9G-TRONIC-transmissie. De krachtigste versie hiervan is geschikt voor een maximumkoppel van 700 Nm en wordt gebruikt voor de hybridemodellen, zodat het gecombineerde vermogen van de verbrandingsmotor en de elektromotor permanent kan worden gebruikt.
Dit aandrijfsysteem maakte zijn debuut in de Mercedes GLE 350 de 4MATIC (gemiddeld brandstofverbruik 1,1 l/100 km, gemiddelde CO2-emissie 29 g/km, gemiddeld stroomverbruik 25,4 kWh/100 km). De aanzienlijk grotere elektrische actieradius ten opzichte van andere plug-in hybriden staat garant voor een nog fijnere lokaal emissievrije rijervaring. De belangrijkste highlights:
Elektrische actieradius van maximaal 106 km (NEDC)
· Elektrisch vermogen 100 kW
· Systeemvermogen 235 kW/320 pk
· Systeemkoppel 700 Nm
· Topsnelheid van maximaal 160 km/u (elektrisch) / 210 km/u (totaal)
· Acceleratie van 0-100 km/u in 6,8 seconden
Met zijn accucapaciteit van 31,2 kWh beschikt de GLE 350 de over een elektrische actieradius van meer dan 100 kilometer (volgens NEDC) als een zuinige rijstijl wordt gehanteerd. Mocht deze grote actieradius een keer niet toereikend blijken, dan kan de GLE 350 de ook snel worden bijgeladen via de COMBO-aansluiting op de auto, met behulp van wisselstroom/AC- en gelijkstroom/DC-laden. Deze aansluiting bevindt zich op het linker zijpaneel. Bij DC-snellaadstations is elektrisch laden mogelijk in ca. 20 minuten (10-80 procent laadtoestand (SoC)) of in ca. 30 minuten (10-100 procent SoC).
Mercedes me Charge maakt laden gemakkelijker
Met de Mercedes me Charge service krijgen bestuurders van een Mercedes-Benz plug-in hybride toegang tot één van de meest omvangrijke laadnetwerken ter wereld. Via de Mercedes me app of het MBUX (Mercedes-Benz User Experience) infotainmentsysteem kan uitgebreide informatie worden opgevraagd over laadstations of kan de navigatie naar een oplaadpunt worden gestart. De natuurlijke spraakherkenning van het MBUX-systeem maakt het mogelijk om te zoeken naar oplaadpunten in de buurt of langs de gekozen route. Dit maakt het zoeken, opladen en betalen eenvoudiger dan ooit.
Intelligente bedieningsstrategie ondersteunt de bestuurder
Om ervoor te zorgen dat er zo lang mogelijk kan worden gereden met een opgeladen accu en om de laadtijd zo kort mogelijk te houden, ondersteunt de voertuigelektronica van de EQ Power-modellen de bestuurder met een intelligente en routespecifieke bedieningsstrategie voor het hanteren van een zuinige rijstijl. Deze strategie adviseert de elektrische rijmodus die in de betreffende situatie het meest zinvol is, rekening houdend met bijvoorbeeld navigatiegegevens, topografie, snelheidslimieten en de verkeersomstandigheden voor de gehele geplande route. De zogenaamde ECO Assist ondersteunt de chauffeur als een soort coach en helpt bij het besparen van stroom en brandstof. Als de adviezen van de ECO Assist consequent worden opgevolgd, kan het verbruik met maximaal vijf procent worden verlaagd.
Plug-in hybride met CO2-besparingspotentieel
De milieu-experts van Daimler laten de uitstoot en het verbruik van hulpbronnen gedurende de gehele levenscyclus meewegen bij de beoordeling van de milieuvriendelijkheid van een automodel; van de winning van de grondstoffen via de productie en het gebruik tot aan de recycling. Ondanks het hogere energieverbruik bij de productie van een hybride is de milieu-beoordeling gedurende de levenscyclus positief. Feit is dat de CO2-emissie die bij de productie van een derde-generatie plug-in hybride van Mercedes-Benz ontstaat, ongeveer 20 procent hoger is dan bij een vergelijkbaar model met conventionele aandrijflijn, voornamelijk vanwege de hoogvoltage-accu.
Door het systematische gebruik van de plug-in functie, oftewel het regelmatig opladen van de accu via het netwerk, in combinatie met de betere efficiency tijdens het rijden, wordt de CO2-emissie met 40 procent verlaagd, zelfs met de energiemix die momenteel in Nederland wordt gebruikt.
Als de startaccu uitsluitend met groene stroom wordt opgeladen, stijgt de CO2-besparing van de EQ Power-modellen van Mercedes-Benz zelfs tot 70 procent. De grote accu’s van de huidige plug-in hybridegeneratie zorgen samen met de krachtige elektromotoren voor een efficiënte werking, ook als de volledig elektrische actieradius zelf volledig is opgebruikt. Het hogere energieverbruik bij de productie van een hybride wordt zodoende, als het elektrische potentieel wordt benut door regelmatig bij te laden meer dan gecompenseerd gedurende de gehele levenscyclus.
