未來(lái),梅賽德斯-奔馳的客戶將可以在即將推出的車輛架構(gòu)中選擇兩種創(chuàng)新動(dòng)力系統(tǒng)。即將推出的 CLA 將作為一款高效電動(dòng)汽車和一款經(jīng)濟(jì)型混合動(dòng)力汽車提供。
梅賽德斯-奔馳通過(guò) VISION EQXX 技術(shù)平臺(tái)為效率樹(shù)立了新標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在,該公司正在將該項(xiàng)目的見(jiàn)解融入其量產(chǎn)車型中。引領(lǐng)潮流的是全新全電動(dòng) CLA,這是首款基于梅賽德斯-奔馳模塊化架構(gòu) (MMA) 的車型。
這種多功能、靈活的車輛架構(gòu)的核心是滑板底盤——一種主要為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的地板組件,包括相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和底盤部件。雖然核心架構(gòu)保持一致,但車身設(shè)計(jì)會(huì)有所不同。對(duì)于美國(guó),梅賽德斯-奔馳計(jì)劃在新定義的入門級(jí)細(xì)分市場(chǎng)推出總共三款車型,包括四門轎車 CLA 和兩款 SUV。
梅賽德斯-奔馳將繼續(xù)利用智能模塊化和可擴(kuò)展滑板設(shè)計(jì),為其他細(xì)分市場(chǎng)的未來(lái)車型系列提供支持。該公司專注于電動(dòng)駕駛和車輛軟件,大幅增加了這些領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)力度。其中包括最近在斯圖加特-圖克海姆開(kāi)設(shè)的 eCampus,這是一個(gè)專門為該品牌未來(lái)電動(dòng)汽車開(kāi)發(fā)電池和電池組的能力中心。其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的化學(xué)組合,優(yōu)化具有梅賽德斯-奔馳 DNA 的高性能電池的生產(chǎn)工藝,在未來(lái)幾年內(nèi)將電池成本降低 30% 以上。
新款 MMA 車型的部分開(kāi)發(fā)和測(cè)試工作已在電動(dòng)軟件中心 (ESH) 進(jìn)行。該中心位于辛德芬根梅賽德斯-奔馳技術(shù)中心 (MTC),將眾多軟件、硬件、系統(tǒng)集成和測(cè)試功能整合在一起。車輛開(kāi)發(fā)的整個(gè)電氣/電子集成過(guò)程都體現(xiàn)在 ESH 中,確保所有新硬件和軟件組件能夠順利交互。
第一款 MMA 車型。高度靈活的 MMA 架構(gòu)以其出色的能源效率標(biāo)志著梅賽德斯-奔馳邁向全電動(dòng)未來(lái)的下一步。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元 (EDU 2.0) 是梅賽德斯-奔馳新一代電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元中的第一款,設(shè)計(jì)為高度集成的模塊化系統(tǒng)。
梅賽德斯-奔馳將主驅(qū)動(dòng)裝置置于后軸,以實(shí)現(xiàn)最佳牽引力和操控性,現(xiàn)在將傳統(tǒng)上只出現(xiàn)在中型和豪華車中的驅(qū)動(dòng)配置引入入門級(jí)車型。200 千瓦的電驅(qū)動(dòng)裝置在后軸上配備永磁同步電機(jī) (PSM),完全由梅賽德斯-奔馳工程師內(nèi)部開(kāi)發(fā)。
轉(zhuǎn)子磁鐵呈雙 V 形排列。另一個(gè)特點(diǎn)是定子采用拉伸線圈纏繞。這些措施共同造就了非常安靜的駕駛體驗(yàn)。PSM 使用的稀土材料也比前幾代電機(jī)少得多,重稀土的比例幾乎降至零。高性能電力電子設(shè)備采用碳化硅逆變器,可特別高效地利用能源。
該架構(gòu)還包括一個(gè)后軸雙速變速箱,兼具動(dòng)力和效率。第一檔的傳動(dòng)比為 11:1,從一開(kāi)始就提供出色的加速性能,并且在城市駕駛中具有出色的效率。第二檔(傳動(dòng)比:5:1)針對(duì)高速下的動(dòng)力傳輸和高速公路上的高效率進(jìn)行了優(yōu)化,最高時(shí)速可達(dá) 210 公里/小時(shí)(130 英里/小時(shí))。
換擋點(diǎn)取決于駕駛情況和所選的駕駛程序。在線優(yōu)化器會(huì)不斷調(diào)整它們以適應(yīng)當(dāng)前參數(shù),例如電池 SoC、性能和駕駛員要求。牽引力通過(guò)爪子(1檔)或盤片(2檔)實(shí)現(xiàn)
齒輪)。 變速箱具有特殊的隔熱性能。
4MATIC 車型的前軸配備 80 kW 電動(dòng)機(jī)。為了最大限度地提高效率,該電動(dòng)機(jī)還采用了新一代碳化硅 (SiC) 逆變器,并設(shè)計(jì)為永磁同步電機(jī) (PSM)。前電動(dòng)機(jī)充當(dāng)增壓驅(qū)動(dòng)器,僅在需要相應(yīng)功率或牽引力時(shí)才接合。這項(xiàng)任務(wù)由斷開(kāi)裝置 (DCU) 執(zhí)行,梅賽德斯-奔馳現(xiàn)在首次在緊湊級(jí)車型中使用了該裝置。為了進(jìn)一步提高效率,DCU 可以在需求低時(shí)以閃電般的速度斷開(kāi)前軸上的電動(dòng)機(jī),使電動(dòng)機(jī)和變速器部件處于靜止?fàn)顟B(tài)。這可將前軸損耗減少 90%,并增加續(xù)航里程。對(duì)于概念 CLA 級(jí)而言,這相當(dāng)于續(xù)航里程超過(guò) 750 公里(466 英里)(WLTP),能耗為 12 kWh/100 公里(5.2 英里/kWh)。
這種高效的系統(tǒng)還允許使用前行李箱 (frunk),同時(shí)通過(guò)框架上的預(yù)定彎曲點(diǎn)確保高水平的碰撞安全性。EDU 通過(guò)兩個(gè)彈性體軸承層和一個(gè)附加支撐框架連接到車身。這種精心設(shè)計(jì)的雙重結(jié)構(gòu)噪聲解耦,除其他外,可實(shí)現(xiàn)出色的 NVH(噪音、振動(dòng)和聲振粗糙度)行為。
高性能電力電子設(shè)備配備碳化硅 (SiC) 逆變器,可實(shí)現(xiàn)特別高效的能源利用。傳動(dòng)控制和逆變器都集成在一個(gè)組件中。驅(qū)動(dòng)裝置在 Untertürkheim 制造,多年來(lái),梅賽德斯奔馳在此開(kāi)發(fā)了許多創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
EDU 2.0 在最大扭矩、最高速度和卓越效率之間取得了平衡,尤其是在實(shí)際駕駛條件下。無(wú)論是穿越山口還是牽引拖車,高扭矩都能確保動(dòng)態(tài)駕駛性能。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是 EDU 2.0 的超緊湊設(shè)計(jì),有利于內(nèi)部尺寸和后備箱容積。
梅賽德斯-奔馳首次引入 800 伏電氣架構(gòu),最大程度地提高效率和性能。與新一代電池配合使用,該系統(tǒng)可顯著縮短充電時(shí)間。僅需 10 分鐘,概念 CLA 級(jí)就可以通過(guò)直流快速充電獲得高達(dá) 300 公里(186 英里)的續(xù)航里程。憑借對(duì)時(shí)間效率的重視,CLA 已經(jīng)在創(chuàng)紀(jì)錄的嘗試中超越了其他接近量產(chǎn)的電動(dòng)汽車:在意大利南部納爾多的 24 小時(shí)試駕中,預(yù)量產(chǎn)車型在 24 小時(shí)內(nèi)行駛了整整 3,717 公里(2,309 英里)。后軸主驅(qū)動(dòng)器上的雙速變速器不僅有助于提高效率,而且還能實(shí)現(xiàn)極具動(dòng)態(tài)的駕駛性能。
這款高級(jí)電池的電池單元可用能量總計(jì)為 85 kWh,其陽(yáng)極在石墨中添加了氧化硅。與之前使用傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極的電池相比,重量能量密度最高可提高 20%。在電池層面,電池化學(xué)體積能量密度為 680 Wh/l(瓦時(shí)/升)。原材料使用量已進(jìn)一步優(yōu)化和減少,以提高可持續(xù)性,尤其是鈷的比例顯著降低。
混合動(dòng)力版。新車型系列還將推出一款混合動(dòng)力車型,采用 48 伏技術(shù),并配備集成在變速箱中的 20 千瓦驅(qū)動(dòng)功率的電動(dòng)機(jī)。高效的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)由德國(guó)梅賽德斯-奔馳工程師開(kāi)發(fā)。
電機(jī)和變速箱設(shè)計(jì)緊湊性令人印象深刻,這要?dú)w功于氣缸之間的緊密距離以及集成電動(dòng)機(jī)的并排布置。電機(jī)、逆變器和變速箱共同構(gòu)成一個(gè)高度集成的單元。新開(kāi)發(fā)的 48 伏鋰離子電池可提供高達(dá) 1.3 kWh 的能量。該設(shè)計(jì)非常緊湊,將電池單元和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器集成到所謂的扁平封裝中。
電動(dòng)機(jī)在低速范圍內(nèi)提供智能支持。恒速曲線由電動(dòng)覆蓋,這意味著這種運(yùn)行模式將消除低效運(yùn)行?;厥蘸驮诔鞘兴俣认录冸妱?dòng)駕駛的能力提高了傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。此外,在最高約 100 公里/小時(shí) (62 英里/小時(shí)) 的速度下可以進(jìn)行電動(dòng)滑行。一個(gè)特殊功能:發(fā)動(dòng)機(jī)可以在所有八個(gè)檔位中回收能量,回收高達(dá) 25 千瓦的能量。
由于內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的附加扭矩特性,最大扭矩可在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外,內(nèi)燃機(jī)可完全通過(guò)電動(dòng)機(jī)和分離離合器啟動(dòng),無(wú)需使用傳統(tǒng)的小齒輪啟動(dòng)器。啟停功能使駕駛員幾乎感覺(jué)不到發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)和逆變器集成在新型、高度緊湊的八速雙離合變速器 (8F-eDCT) 中。這種開(kāi)發(fā)被稱為 eDCT,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)集成在變速器中,機(jī)械系統(tǒng)由電液控制。電動(dòng)機(jī)操作兩個(gè)雙離合器管路。借助兩個(gè)驅(qū)動(dòng)離合器和一個(gè)分離離合器連接和斷開(kāi)動(dòng)力。八個(gè)變速級(jí)的傳動(dòng)比分布廣泛,這使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)可以得到優(yōu)化,從而提高效率。
內(nèi)燃機(jī)是梅賽德斯-奔馳新開(kāi)發(fā)的四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī),排量為 1.5 升。型號(hào)為 M 252 的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于 FAME(模塊化發(fā)動(dòng)機(jī)系列)系列,專為各種車輛應(yīng)用而設(shè)計(jì)。FAME 發(fā)動(dòng)機(jī)系列的共同特點(diǎn)包括采用 NANOSLIDE 技術(shù)的全鋁曲軸箱、帶部分集成歧管的氣缸蓋以及帶可切換渦旋連接的分段渦輪增壓器。其他亮點(diǎn)包括緊湊的增壓空氣管道和靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的一體式排氣系統(tǒng),為未來(lái)的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)做好準(zhǔn)備。
采用 M 256 的 48 伏技術(shù)的電動(dòng)制冷劑壓縮機(jī)的概念可降低摩擦功率,使車輛即使在靜止和全電動(dòng)運(yùn)行時(shí)也能進(jìn)行空調(diào)調(diào)節(jié)。
混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)在美國(guó)上市時(shí)將提供 140 kW 的輸出功率和 20 kW 的電力驅(qū)動(dòng)功率。鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)排量為 1,496 cm3 ( 91.1 in3 ),這意味著每升的功率相當(dāng)可觀。買家可以選擇前輪驅(qū)動(dòng)或 4MATIC 全輪驅(qū)動(dòng)。
出于效率考慮,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用基于米勒循環(huán)的燃燒過(guò)程,從而保持較低的油耗,尤其是在部分負(fù)荷范圍內(nèi)——這是日常駕駛中非常常見(jiàn)的情況。進(jìn)氣門相對(duì)較早關(guān)閉,減少了節(jié)氣門損失,并實(shí)現(xiàn)了 12:1 的高壓縮比。
新的發(fā)動(dòng)機(jī)-變速箱單元尺寸緊湊,橫向安裝在車輛轉(zhuǎn)向節(jié)之間。一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是卓越的 NVH(噪音、振動(dòng)、聲振粗糙度)性能。M 252 發(fā)動(dòng)機(jī)自然具有優(yōu)勢(shì),因?yàn)槊焚惖滤?奔馳使用四個(gè)氣缸而不是三個(gè)。此外,該發(fā)動(dòng)機(jī)配備了由泡沫和蓋子組成的綜合 NVH 套件,以進(jìn)一步減少噪音排放。
在更高級(jí)別的車輛中常見(jiàn)的雙隔板隔熱概念也已擴(kuò)展到 A 柱的側(cè)面區(qū)域和地板區(qū)域,以實(shí)現(xiàn)更安靜的運(yùn)行。