При этом в разработке новых концепций силового агрегата применялся и продолжает эффективно применяться ценный опыт, приобретаемый в тесном сотрудничестве с экспертами «Формулы-1» из Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) и гоночной команды Mercedes-AMG Petronas F1. Кооперация этих трёх специалистов в области спортивной динамики станет в 2021 г. ещё более интенсивной, о чём, в частности, свидетельствует объединение видов участия в автоспорте. Однако взаимный обмен знаниями и опытом позволяет, прежде всего, создавать завораживающие модели AMG, такие как гиперкар Project ONE, где гибридные технологии, почти один к одному перенесённые из «Формулы-1», становятся доступными для использования на обычных дорогах. Ещё в этом году состоится дебют ряда электрифицированных моделей для дорог общего пользования. Новая стратегия развития силовых агрегатов опирается при этом на два столпа: с одной стороны, на создание гибридов Performance с полностью собственной концепцией силового агрегата под технологическим лейблом E PERFORMANCE. С другой стороны, это аккумуляторные электрические производные AMG на базе новой архитектуры электромобилей Mercedes (EVA, Mercedes Electric Vehicle Architecture), разработанной для автомобилей класса «люкс» и премиум-класса. Обширные модификации силового агрегата, подвески, дизайна и оборудования обеспечивают эмоционально яркие ощущения от вождения в стиле AMG даже исключительно на электротяге.
«С помощью нашей новой стратегии развития силовых агрегатов мы переносим присущую нам ДНК в электрифицированное будущее. Наши гибриды Performance, полностью разработанные в Аффальтербахе, по динамике даже превзойдут наши текущие модели и, таким образом, подтвердят, что с полным правом носят наш новый технологический лейбл E PERFORMANCE. В Mercedes-AMG мы также продолжаем электрификацию нашего портфолио, создавая чисто электрические производные на основе моделей Mercedes-EQ. Тем самым мы открываем для себя новую целевую аудиторию, которая сумеет оценить Mercedes-AMG как бренд спортивной роскоши 21-го века», – отметил Филипп Шимер, председатель правления Mercedes-AMG GmbH.
«Mercedes-AMG всегда олицетворял собой высочайшую мощь и максимальную динамику. Поэтому при разработке нашей новой стратегии по созданию гибридных автомобилей E PERFORMANCE с самого начала было решено, что для AMG мы будем придерживаться своей собственной концепции. Компоновка с расположением ДВС спереди, а электрического силового агрегата (Electric Drive Unit) на задней оси даёт массу преимуществ. Связанные с этим улучшенное распределение массы, максимально возможное использование крутящего момента и почти мгновенная отдача мощности гарантируют динамику высочайшего уровня. Плюс к этому разработанная нами высокоэффективная АКБ High Performance, которая демонстрирует в два раза большую удельную мощность, чем традиционные тяговые АКБ и которая, как и многие другие компоненты, основана на технологиях из „Формулы-1“», – отметил Йохен Херманн, технический директор Mercedes-AMG GmbH.
Независимая стратегия развития силовых агрегатов E PERFORMANCE опирается на идею разработки электрифицированной силовой передачи, которая поднимет присущую бренду спортивность и динамику на ещё более высокий уровень, но при этом окажется также максимально экономичной. Наряду с повышением мощности за счёт дополнительно используемого электродвигателя команде инженеров-конструкторов удалось одновременно повысить КПД автомобиля в целом – то есть достичь меньшего уровня выбросов и меньшего расхода топлива.
Эксклюзивная архитектура автомобиля создаёт также дополнительные преимущества в виде возможности движения исключительно на электротяге, а также возможность зарядки от внешних источников питания: настенного устройства ускоренной зарядки, общественной зарядной станции или бытовой розетки. Кроме того, электрификация помогает также моделям с ДВС меньшего объёма и в будущем сохранять или даже превосходить нынешний высокий потенциал мощности автомобилей AMG.
В модульной концепции AMG гибрид Performance сочетает восьми- или четырёхцилиндровый двигатель AMG с синхронным электродвигателем с возбуждением от постоянных магнитов, разработанной в Аффальтербахе АКБ High Performance, а также полностью регулируемым полным приводом AMG Performance 4MATIC+. Электродвигатель (развивающий в зависимости от класса в модельном ряду до 150 кВт мощности и 320 Н⋅м крутящего момента) располагается на задней оси, образуя там вместе с двухступенчатой коробкой передач с электрическим переключением и блокируемым задним дифференциалом с электронным управлением компактный электрический силовой агрегат (EDU, Electric Drive Unit). Специалисты называют такую компоновку P3-Hybrid. Лёгкая АКБ High Performance также размещается в задней части кузова над задним мостом. Такое расположение создаёт множество преимуществ, особенно для спорткаров и моделей Performance:
При утверждении стратегии электрификации с самого начала было ясно, что все ключевые компоненты будут разрабатываться в Аффальтербахе. Среди них и такой центральный элемент, как высокоэффективная аккумуляторная батарея AMG (HPB, High Performance Battery) для грядущих гибридных моделей. Разработка этого литий-ионного аккумулятора началась в 2016 г. под влиянием технологий, отлично зарекомендовавших себя в самых суровых условиях «Формулы-1» при эксплуатации гибридных гоночных болидов команды Mercedes-AMG Petronas F1. В ходе разработки шёл интенсивный обмен знаниями и опытом между экспертами из High Performance Powertrains (HPP) в Бриксворте, кузницы двигателей для «Формулы-1», и экспертами из Mercedes-AMG в Аффальтербахе. Техническое задание было сформулировано быстро: высокоэффективная аккумуляторная батарея AMG должна сочетать в себе высокую мощность, часто запрашиваемую подряд, с небольшой массой, чтобы повысить КПД автомобиля в целом. К этому следует добавить способность быстро накапливать энергию и высокую удельную мощность. Это означает, что при быстрой езде, например, по холмистой местности весь потенциал мощности может быть задействован сразу при подъёме в гору, в то время как рекуперация будет энергично действовать при движении под гору.
Каждой АКБ для оптимальной отдачи мощности требуется определённая температура. Если аккумулятор становится слишком холодным или слишком горячим, он на некоторое время ощутимо теряет мощность или даже должен быть отключён, чтобы не повредиться при слишком высоком уровне тепла. Поэтому поддержание температуры АКБ имеет решающее влияние на ее характеристики, срок службы и безопасность. Обычные системы охлаждения, которые охлаждают только воздухом или не напрямую охлаждают весь аккумуляторный блок водой, быстро достигают своих пределов, особенно когда требования к ним продолжают расти из-за применения всё более энергоёмких элементов. Если система температурного контроля не выполняет свою функцию оптимальным образом, то также существует риск преждевременного старения аккумулятора.
В основе высокой эффективности 400-вольтовой аккумуляторной батареи AMG – инновационная система непосредственного охлаждения: впервые 560 элементов охлаждаются индивидуально, то есть они постоянно омываются высокотехнологичным хладагентом, созданным на базе не проводящей электричество жидкости. Для системы непосредственного охлаждения специалистам AMG пришлось разработать новые модули охлаждения толщиной всего миллиметр. Под действием специально разработанного высокопроизводительного электрического насоса около 14 литров хладагента циркулируют сверху вниз через всю аккумуляторную батарею мимо каждого её элемента, проходя также через масляно-водяной теплообменник, закреплённый непосредственно на АКБ. Он отводит тепло в один из двух низкотемпературных контуров автомобиля, а оттуда далее в низкотемпературный радиатор в передней части автомобиля, который в итоге передаёт тепло окружающем воздуху. При этом система спроектирована таким образом, что в АКБ обеспечивается равномерное распределение тепла.
В результате АКБ всегда находится в стабильном оптимальном рабочем температурном диапазоне 45 градусов Цельсия, независимо от того, как часто он заряжается или разряжается. Обычные системы охлаждения не справляются с этим, поэтому аккумулятор перестаёт задействовать свою ёмкость в полном объёме. Это не относится к аккумуляторной батарее AMG High Performance: даже во время скоростных заездов в гибридном режиме на гоночной трассе, когда ускорение (батарея разряжается) постоянно чередуется с замедлением (батарея заряжается), аккумулятор сохраняет свою высокую эффективную мощность.
На испытательном стенде прототипы этой аккумуляторной батареи без проблем преодолели уже бессчётное количество тестовых километров. На ходовых испытаниях в автомобилях подтверждаются неизменно высокая эффективность и длительный срок службы.
Кроме того, эффективная система непосредственного охлаждения позволяет использовать элементы с очень высокой удельной мощностью. Благодаря такому оригинальному подходу аккумуляторная система может быть сконструирована особенно лёгкой и компактной. Уменьшению массы способствует также экономящая материалы концепция сборных шин и лёгкая, но при этом устойчивая в случае ДТП конструкция алюминиевого корпуса. Она гарантирует максимум безопасности.
Mercedes-AMG начинает с применения варианта АКБ под внутренним обозначением HPB80 ёмкостью 6,1 кВт⋅ч, длительной мощностью 70 кВт и пиковой мощностью 150 кВт, доступной в течение десяти секунд. Обладая массой 89 кг, она достигает удельной мощности в 1,7 кВт/кг. Обычные аккумуляторные батареи без непосредственного охлаждения элементов демонстрируют только приблизительно половину от этого показателя.
Благодаря масштабируемости этого аккумулятора принципиально возможно создание других его конфигураций. Для этого внимательно изучаются требования каждого сегмента.
Базовая эксплуатационная стратегия является производной от гибридной силовой концепции, применяемой на гоночном болиде команды Mercedes-AMG Petronas, участницы чемпионата «Формула-1». Как и в «королеве автоспорта», максимальная тяга здесь доступна всегда, когда это необходимо водителю – например, для мощного разгона на выходе из поворотов или при обгонах. Для этого гибридная система «Всегда наготове»: благодаря высокой эффективности рекуперации и подзарядке по мере необходимости электрическая тяга может задействоваться в любой момент и с частыми циклами. При этом уникальная концепция аккумуляторной батареи позволяет достичь оптимального компромисса между максимальной динамикой движения и современной экономичностью. Все компоненты идеально подобраны и согласованы друг с другом: прирост эффективности ощущается сразу же.
Шесть режимов движения AMG DYNAMIC SELECT «Электрический», «Комфорт», «Спорт», «Спорт+», «ГОНКА» и «Индивидуальный» точно настроены под новую технологию привода и, таким образом, предлагают широкий спектр впечатлений от процесса вождения – от высокоэффективного до высокодинамичного. Режимы движения соответствующим образом модифицируют такие важные параметры, как отклик силового агрегата и коробки передач, характеристика рулевого управления, сила амортизации подвески и звучание автомобиля. Отображаются режимы на комбинации приборов и на мультимедийном дисплее, а переключение между ними осуществляется посредством расположенного на центральной консоли двухпозиционного переключателя с качающимся рычажком или с помощью кнопок на рулевом колесе AMG.
Обычно гибрид Performance в режиме движения «Комфорт» запускается бесшумно («Бесшумный режим») благодаря включению электродвигателя. На комбинации приборов значок «Готово» (Ready) сигнализирует о готовности к старту. Достаточно лёгкого нажатия педали газа, чтобы гибрид AMG Performance тут же тронулся в путь.
Гибридная силовая установка создаёт дополнительные преимущества и для контроля динамики автомобиля. Вместо замедляющего тормозного импульса системы ESP® электродвигатель-генератор теперь сможет отрегулировать уровень тягового усилия, как только на каком-то из колёс будет зарегистрировано слишком сильное проскальзывание. Системе ESP® даже не понадобится вмешиваться сразу или даже позже. Из этого возникает преимущество: благодаря этому двигатель внутреннего сгорания сможет работать с более высоким крутящим моментом, что, в свою очередь, повышает динамику и маневренность, а также экономичность. Кроме того, мощность, «уничтожаемая» при торможении, может использоваться для зарядки аккумуляторной батареи.
Гибриды AMG Performance получают также интегрированную систему регулирования динамики движения AMG DYNAMICS. Она влияет на стратегии регулирования динамики автомобиля со стороны системы ESP® (электронная система стабилизации), системы полного привода и блокируемого заднего дифференциала с электронным управлением. Это повышает маневренность, не нанося при этом ущерба курсовой устойчивости.
Особо примечательным является то, что AMG DYNAMICS определяет, как автомобиль должен реагировать. Для этого данная система использует имеющиеся на борту датчики, которые регистрируют, в частности, скорость движения, поперечное ускорение, угол поворота рулевого колеса и величину момента рысканья. За счёт интеллектуального предварительного регулирования желаемое водителем поведение автомобиля предсказывается, исходя из действий водителя и данных с датчиков. Регулирование точно и индивидуально адаптируется под навыки водителя управлять автомобилем в условиях высокой динамики – причём без заметных и сбивающих с толку вмешательств со стороны системы. У водителя возникает очень органичное ощущение управления автомобилем – с высокой динамикой в поворотах и оптимальным уровнем тягового усилия при высокой курсовой устойчивости и предсказуемой динамике движения. Даже опытные пилоты получат за счёт этого оптимальную поддержку, причём без впечатления, будто система взяла тебя под опеку.
В режиме движения «Индивидуальный» водитель может самостоятельно прописывать любую из программ AMG DYNAMICS – Basic, Advanced, Pro и Master.
Поскольку высокоэффективная АКБ благодаря непосредственному охлаждению всегда находится в оптимальном температурном окне около 45 градусов, то можно оптимизировать и рекуперацию: обычно аккумулятор сильно нагревается, когда мощность рекуперации слишком высока, поэтому её приходится ограничивать.
Процесс рекуперации начинается, как только водитель снимает ногу с педали газа, то есть в режиме движения накатом без контакта ноги с педалью тормоза. При этом не только заряжается АКБ, но и возникает сильный тормозной момент, то есть колёсные тормозные механизмы не так интенсивно нагружаются, а в зависимости от дорожной ситуации их возможно даже не понадобится задействовать вообще. Посредством правой кнопки AMG на рулевом колесе водитель может переключаться между четырьмя различными уровнями мощности рекуперации. Это доступно во всех режимах движения, хотя рекуперация работает по-разному в зависимости от режима движения.
Ещё одним преимуществом рекуперации является то, что автомобиль не ускоряется при движении под гору на крутых участках. То есть система работает аналогично торможению двигателем, запасая однако при этом ещё энергию в аккумуляторе.
Экстраординарный потенциал мощности гибридной силовой установки AMG Performance говорит сам за себя: технически стало возможным достичь более 600 кВт суммарной мощности и свыше 1000 Н⋅м суммарного крутящего момента. В зависимости от варианта исполнения будущего автомобиля разгон с нуля до 100 км/ч будет осуществляться менее чем за 3,0 секунды. Мгновенный отклик электрического силового агрегата, стремительный рост крутящего момента и оптимальное распределение массы автомобиля позволят достичь новых высот в плане продольной и поперечной динамики. Особенно вдохновит водителя поистине мгновенная реакция на каждое движение педали газа в любой дорожной ситуации. Эта силовая установка в различных по мощности конфигурациях предусмотрена для нескольких представителей модельного ряда. Чтобы иметь возможность учесть в будущей продукции изменяющиеся требования рынка и клиентов, варианты двигателей и показатели мощности в настоящий момент окончательно ещё не утверждены.
Параллельно с разработкой гибридов Performance с восьмицилиндровым двигателем реализуется следующий технологический этап: гибриды AMG Performance комбинируются с турбированным четырёхцилиндровым двигателем AMG. 2,0-литровый силовой агрегат под внутренним обозначением М 139 на данный момент применяется в компактных моделях Performance, располагаясь там поперечно. Как вариант E PERFORMANCE он станет достойным источником тяги и для других будущих представителей модельного ряда Mercedes-AMG. Однако в этом случае речь будет уже идти о продольном его расположении, глубокой модернизации, а также о значительном повышении его мощности. При этом инженеры поставили себе целью, чтобы усовершенствованный M 139 в очередной раз превзошёл свой действующий до сих пор мировой рекорд по литровой мощности среди всех серийных четырёхцилиндровых двигателей.
Самой большой инновацией является электрический турбокомпрессор, впервые реализованный на серийном автомобиле. Эта технология заимствована непосредственно из «Формулы-1», где она обозначается как MGU-H (Motor Generator Unit Heat = мотор-генератор тепловой). Идентичная система уже применяется в гиперкаре Mercedes-AMG Project ONE.
Электрический турбокомпрессор разрешает противоречие между небольшим, быстро реагирующим нагнетателем, который, однако, достигает сравнительно невысокой пиковой мощности, и большим нагнетателем с высокой пиковой мощностью, который, в свою очередь, реагирует со значительной задержкой.
Яркой особенностью этой инновационной системы турбонаддува является узкий электродвигатель размером около четырёх сантиметров, установленный непосредственно на валу турбокомпрессора между колесом турбины на стороне отработавших газов и рабочим колесом компрессора на стороне свежего воздуха. Под действием электронного управления он непосредственно приводит в движение вал турбокомпрессора, разгоняя тем самым рабочее колесо компрессора, прежде чем поток отработавших газов возьмёт задачу привода на себя. Электрификация турбокомпрессора значительно улучшает его реакцию во всём диапазоне оборотов, причём начиная сразу с холостых оборотов.
В результате двигатель внутреннего сгорания ещё быстрее реагирует на нажатия педали газа, и процесс вождения в целом воспринимается значительно более динамичными и маневренными. Кроме того, электрификация турбокомпрессора обеспечивает более высокий крутящий момент на низких оборотах двигателя по сравнению с не электрифицированным турбонаддувом, что также повышает маневренность и улучшает разгон с места. Даже когда водитель убирает ногу с педали газа или нажимает на педаль тормоза, технология электрического турбокомпрессора способна постоянно поддерживать давление наддува, так что его непосредственный отклик оказывается доступен непрерывно.
Работает турбокомпрессор от 400-вольтовой бортовой электросети, достигая благодаря этому частоты вращения 156 000 об/мин, что означает возможность очень высокого расхода воздуха. Турбокомпрессор и электродвигатель подключены к высокотемпературному контуру охлаждения двигателя внутреннего сгорания с целью поддержания всегда оптимальной температурной среды. Охлаждение силового электронного оборудования осуществляется посредством низкотемпературного контура системы охлаждения.
В гибриде Performance с четырёхцилиндровым агрегатом 2,0-литровый турбированный двигатель AMG мощностью свыше 330 кВт (с электрическим турбокомпрессором) может комбинироваться с электродвигателем мощностью 150 кВт. Суммарная мощность и суммарный крутящий момент позволят будущим моделям AMG по своим динамическим показателям превзойти актуальные сегодня автомобили с двигателем V8 без гибридного привода. Гибридная силовая установка на основе 4-цилиндрового двигателя, обещающая высокую маневренность, динамику и экономичность, поначалу дебютирует на будущем поколении автомобилей Mercedes-AMG C-Класса.
Гибриды Performance с четырёх- и восьмицилиндровыми двигателями получат также стартер-генератор с ремённым приводом (RSG), который, объединяя в одном компоненте генератор и стартер, развивает мощность в 10 кВт (14 л. с.). Он запускает двигатель внутреннего сгорания и обеспечивает основное питание вспомогательных агрегатов, таких как система кондиционирования или фары головного освещения, когда, например, автомобиль остановился у светофора, а заряда высоковольтной АКБ оказывается недостаточно для поддержки бортовой сети низкого напряжения. Будучи интегрированным в сеть с напряжением 400 В, стартер-генератор RSG отличается особенно быстрым откликом.
Mercedes-AMG разрабатывает также автомобили Performance на полностью электрической тяге. В настоящее время эксклюзивные, индивидуализированные модели AMG повышенной мощности создаются на основе будущих электромобилей Mercedes-EQ – так же как нынешний Mercedes-AMG E-Класс создан на базе модели Mercedes-Benz, в рамках так называемой стратегии производных AMG. Выход их на рынок начнётся ещё в этом году.
Первые аккумуляторные электромобили AMG строятся на основе новой архитектуры Mercedes-EQ, предназначенной исключительно для электрических автомобилей. Эти автомобили во многих отношениях разрабатываются в Аффальтербахе заново с учётом потребностей каждого рынка в области технологий (силовой агрегат, подвеска, тормоза, звучание), внешнего дизайна, дизайна интерьера, а также серийного оборудования и опций. Они является предвестниками новой эры в сегменте Performance, представленном моделями AMG 43-ей и 53-ей серий, и ориентированы на те группы целевой аудитории, которые очень высоко ценят инновационную электрическую мобильность, но при этом не хотят отказываться от спортивности, маневренности и динамики.
Дизайн экстерьера здесь, подхватывая характерные элементы AMG, переносит их в полностью электрическую эпоху. Сюда относятся особая облицовка решётки радиатора с вертикальными ламелями, по-новому оформленный передний бампер, облицовка порогов, характерная задняя часть кузова со спойлером в виде накладки и диффузором, а также колёсные диски AMG в дизайне Aero или Heritage.
Салон также отмечен особо спортивной нотой, в частности, благодаря эксклюзивным сиденьям AMG с индивидуализированным дизайном, присущим AMG функциям и индикации для дисплеев системы MBUX, рулевому колесу AMG Performance с интегрированными панелями переключателей и двумя круглыми кнопками AMG. Широчайший спектр опций AMG способен усилить этот динамичный облик.
Новые модели Performance, выдвигающиеся на старт, будут доступны с одним из двух оригинальных синхронных электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов и полностью регулируемым полным приводом с модульным распределением крутящего момента. Предварительные показатели тестовых автомобилей уже выглядят весьма многообещающими: комбинация переднего и заднего двигателей позволяет достичь общих характеристик на уровне самых мощных моделей Mercedes-AMG Performance, оснащённых актуальным 4,0-литровым двигателем V8 с двойным турбонаддувом. Это относится и к разгону с места до 100 км/ч: в зависимости от мощности и модификации автомобиля он будет осуществляться гораздо менее чем за 4,0 секунды, а само линейное ускорение будет доставлять совершенно особое удовольствие. Электродвигатели, раскручиваясь до макс. 18 000 об/мин, позволят достигать максимальной скорости 250 км/ч.
400-вольтовая литий-ионная АКБ получает специальный жгут электропроводов, рассчитанный на более высокий потенциал мощности производных AMG. Пневматическая подвеска AMG RIDE CONTROL+ специально адаптирована под усовершенствованную продольную и поперечную динамику автомобилей AMG. Не стоит забывать и о доступной исключительно для электромобилей, дополнительной функции AMG i-Booster, которая при замедлении автомобиля гармонично сочетает электрическую рекуперацию с гидравлической тормозной системой.
И, конечно же, характерное звучание AMG также является важным атрибутом автомобиля. Например, благодаря дополнительному оборудованию (динамикам, шейкеру, звуковому генератору) и новым оригинальным «Звуковым эффектам AMG», автомобиль Mercedes-AMG будет двигаться в будущее, даже на электротяге даря самые яркие эмоции.
C 2014 года amsrus.ru
Только зарегистрированные пользователи могут комментировать.
