Híbrido enchufable para coche compacto Mercedes-Benz
Clasificación 1?
Mercedes-Benz ha desarrollado los correspondientes sistemas de propulsión híbridos enchufables para los vehículos de las clases C, E, S y los SUV GLC y GLE. El núcleo técnico del sistema es un dispositivo híbrido dispuesto entre el motor de combustión interna y la transmisión automática de 9 velocidades (9G-Tronic), que integra un convertidor de par, un embrague de separación y un motor de accionamiento de alta potencia en el mínimo espacio estructural. ¿Su potencia de salida es 90? ¿KW par 440? N m, ¿se aplica 13,5? ¿La batería de KW·h puede garantizar unos 50? kilometraje de crucero 37? Una celda h Li-NMC forma un módulo de batería y el método de conexión es 1p100s (p representa conexión en paralelo, s representa conexión en serie, 1p100s representa un módulo de batería compuesto por solo 100 celdas conectadas en serie, 2p100.
Desde el año modelo 2019, la batería del SUV GLE está equipada con un módulo de batería 2p100s. Este módulo utiliza un 43? Con dos ramas de batería conectadas en paralelo, la potencia eléctrica se puede aumentar a 100 kW. Los motores de combustión están disponibles como componentes estándar del sistema de propulsión modular: un motor de gasolina de 2,0 l, 4 cilindros y 155 kW), un motor diésel de 3,0 l, 6 cilindros y 270 kW (integración OM654). Su plataforma modular de vehículos de tracción delantera MFA2 tuvo en cuenta la precarga necesaria para integrar el sistema híbrido desde la fase de diseño conceptual. Para lograr estos objetivos, no sólo debe ser lo más cerrado posible en los vehículos convencionales. Los componentes del sistema híbrido existente deben heredarse en el vehículo básico. Por lo tanto, se ha desarrollado un plan de diseño general completamente optimizado para proporcionar una mayor potencia efectiva.
El objetivo es integrar la potencia híbrida. En el sistema de potencia tradicional, el equipo periférico circundante se mantiene lo más inalterado posible, fijando así la posición de la transmisión de doble embrague de 8 velocidades (8F-DCT) y moviendo el motor lateralmente 48,6? para obtener la posición donde se encuentra el híbrido P2. Para determinar el enfoque correcto durante la fase de diseño conceptual, los ingenieros han considerado el montaje lateral del sistema híbrido, incluido el espacio libre necesario para el montaje y las vibraciones durante el funcionamiento del motor, al diseñar el espacio longitudinal que el motor libera. Espacio estructural requerido para integrar la electrónica de potencia de los componentes estándar del sistema (Fig. 1). Esta ubicación central optimiza el uso del espacio estructural, además de mantener la ubicación de la batería de 12 V para minimizar el cableado del vehículo. /p>
En el concepto de conducción convencional, el espacio estructural de buen impacto debajo de la base del asiento delantero o trasero del eje trasero se llena con el tanque de combustible, pero en el concepto híbrido enchufable esto es así. Este espacio constructivo permite la integración de la batería de alto voltaje (Fig. 2 y Tabla 1), heredando así la carcasa de los componentes estándar del sistema. En el caso del híbrido enchufable, se utilizan escudos de acero adicionales como protección de los bajos. aproximadamente el 130% de la masa del vehículo se distribuye en el eje delantero y el 42% en el eje trasero, con un tanque de combustible de 35 litros de capacidad ubicado en el eje trasero, cumpliendo con las normas de emisión de vapores de combustible incluso durante largos períodos de tiempo.
El uso de la batería de alto voltaje existente, integrada debajo del piso del vehículo, provocaría que el tubo de escape en la parte trasera del vehículo no pudiera orientarse en la dirección habitual. Si se utiliza un dispositivo de escape innovador en la parte delantera del vehículo, los gases de escape se dirigirán de regreso a la parte delantera de la batería a través del silenciador trasero y se descargarán en un lugar adecuado en el medio del vehículo. En este caso, la batería se puede integrar con éxito en la caja de batería del vehículo. El uso de convertidores catalíticos y trampas de partículas de motores de gasolina en los vehículos puede cumplir con las actuales normas sobre emisiones de escape Euro 6d.
La toma de carga de la solución híbrida enchufable se encuentra en el pilar C derecho. Los cargadores de CA y CC del automóvil están cerca (debajo de la superficie de almacenamiento del maletero). Gracias al exclusivo hundimiento trasero del híbrido y al diseño optimizado, el 310? Volumen del maletero L.
Al conducir en condiciones eléctricas en el rango de baja velocidad, las regulaciones globales exigen que se cumplan ciertos estándares de ruido para garantizar la seguridad de los peatones. Para ello se utilizan dos altavoces que generan ruido en el exterior del vehículo, mientras que este diseño de marca garantiza un bajo nivel de ruido en el interior del vehículo. Los parlantes delanteros o traseros pueden emitir un volumen más alto dependiendo de la dirección en la que viaja el vehículo, lo que permite un sonido consistente tanto dentro como fuera del vehículo.
3?Híbrido enchufable
Mercedes-Benz ha diseñado el híbrido de potencia utilizado en el segmento de los compactos como híbrido paralelo P2 (Figura 3), utilizando el motor 1.4 de 4 cilindros M282. ? l Motor de gasolina, su potencia máxima es 118? ¿Kilovatios, par de torsión 250? n·m Al adoptar una distancia entre centros de cilindros más pequeña de 85 mm y un diseño de culata triangular, y mediante una optimización continua, este motor ha logrado un tamaño total compacto y un peso más ligero. Este motor adopta un colector de escape parcialmente integrado, elevación de válvula variable, inyección directa en el cilindro con inyector de válvula solenoide, trampa de partículas y superficie de trabajo del cilindro revestida con fricción optimizada, y es técnicamente líder en el mundo. El modelo M282 convencional se ha mejorado mediante el uso de tecnología de desactivación de cilindros, pero esta tecnología se ha cancelado en los vehículos híbridos enchufables. La razón es que la aplicación de esta tecnología energética a motores pequeños bajo carga parcial limitará los requisitos de las características de ruido, vibración y confort de marcha (NVH). En este caso, los vehículos eléctricos híbridos enchufables tomarán la delantera en estado eléctrico puro. Baje o ajuste el punto de funcionamiento de la carga.
Otra característica del funcionamiento híbrido es la parada prolongada del motor de combustión interna durante la conducción puramente eléctrica. El recubrimiento de polímero que mejora la estabilidad de los cojinetes principales tiene en cuenta esta situación. Este recubrimiento aumenta la pérdida de durabilidad general causada por los frecuentes arranques del motor. El motor es el encargado de arrancar el motor cuando el vehículo está en modo de propulsión eléctrica, por lo que se puede eliminar el sistema de arranque por piñón. Además de optimizar el confort, también es un módulo funcional importante para reducir costes.
La transmisión híbrida enchufable recientemente desarrollada por Mercedes-Benz se basa en una transmisión de doble embrague de 8 velocidades y desarrolla una transmisión básica modular para obtener un sistema híbrido más compacto. Este sistema híbrido y el nuevo concepto de eje lo hacen compacto. En una unidad híbrida, el motor eléctrico, el doble embrague y el embrague de separación están integrados. Un embrague de separación húmedo con menos desgaste está instalado dentro del rotor del motor, y dos embragues dobles conectan los engranajes impares de 1/3/5/7 o los engranajes pares de R/2/4/6/8. En ambas cajas de transferencia, la siguiente marcha se puede preseleccionar individualmente y luego cambiar de forma rápida y precisa acoplando un embrague y desacoplando el otro. Esta caja de cambios ayuda a arrancar el motor con una gran relación de velocidades de 8,81.
El embrague de placas de fricción múltiple refrigerado por aceite ofrece ventajas funcionales y un rendimiento de cambios rápido y preciso, y su alta resistencia al calor aumenta la confiabilidad del sistema, permitiendo remolcar cargas de remolque de hasta 1?600?kg . Este valor determina las proporciones de tamaño de este sistema híbrido en el segmento de vehículos compactos. La potencia de refrigeración necesaria en la caja de cambios se consigue mediante un diseño de dos bombas de aceite. La bomba de aceite de la transmisión mecánica soporta la carga básica y la bomba de aceite del motor integrada agregada puede cumplir con condiciones de conducción con altos requisitos de enfriamiento, de modo que se puede suministrar aceite antes de que arranque el motor y se puede controlar el sistema de estacionamiento de línea.
¿Usas 75? ¿Kilovatios de potencia y 300? El motor de torsión N·m es la clave para la propulsión puramente eléctrica y el rendimiento de la propulsión de alta potencia combinados con el motor de combustión interna (Fig. 4). Está diseñado como un motor síncrono de imanes permanentes con la mayor eficiencia y la mejor densidad de potencia y par. La alta rigidez de la caja de cambios base y la disposición inclinada de los rotores magnéticos ayudan a optimizar el rendimiento acústico.
Los módulos de batería están optimizados para su capacidad operativa y capacidad unitaria. El rendimiento operativo y los requisitos de energía del segmento de vehículos compactos permitieron adaptar la tecnología de celdas de batería para aumentar la capacidad de la batería a 15,6? kilovatios hora. La química de esta batería sigue siendo litio, níquel, manganeso y cobalto (litio-NMC). Por supuesto, mediante ajustes técnicos, la capacidad de la batería se puede aumentar de 37? A. H. aumentó a 43? Una carcasa de batería h. equipada con un sistema de refrigeración externo, la disposición de los dos módulos de batería y el método de conexión 1p100s son todos equivalentes a las baterías de alto voltaje existentes y, por lo tanto, cumplen con los objetivos de desarrollo de alta capacidad operativa y larga vida útil.
En el dispositivo básico, el sistema de carga incluye una batería de 7.2? Cargador de CA de KW (Figura 5), la batería utiliza este cargador de CA durante menos de 2? ¿Se pueden cargar completamente h y extender el tiempo de carga a 7 en una toma de corriente doméstica? h.¿Potencia de carga 24? ¿El cargador KW DC está disponible como dispositivo dedicado y la batería está disponible a 25? Carga la energía del 10% a alrededor del 80% en minutos. Los componentes para cargar la estación de carga provienen de módulos existentes. Además de los componentes de accionamiento, el compresor de refrigerante eléctrico y el calentador PTC de alto voltaje también se alimentan de la red eléctrica de alto voltaje de a bordo para proporcionar aire acondicionado a los vagones del tren en verano e invierno. El compresor de refrigerante eléctrico también se utiliza para ello. enfría eficazmente la batería durante el proceso de carga de CC. A través del convertidor DC/DC, ¿es 12? 5. Para restablecer el suministro de energía se utilizan la red eléctrica de a bordo y la bomba de vacío en la bomba de dirección asistida y el sistema de frenos.
4? Procedimientos de conducción y estrategias operativas
¿Adoptar una nueva generación de NTG? La tecnología de control remoto utiliza una nueva lógica de programa de conducción que se puede utilizar para ajustar los programas de conducción eléctrica, de confort, económica, deportiva y la energía de la batería. Por lo tanto, el conductor puede utilizar la propulsión puramente eléctrica según sea necesario, estimular el rendimiento dinámico de la conducción mediante la conducción combinada o dar prioridad a la conducción con motor de combustión interna para ahorrar autonomía de conducción eléctrica, por ejemplo.
La gestión de conducción inteligente mediante datos de ruta de conducción del sistema de navegación se desarrolló junto con el híbrido Mercedes-Benz de tercera generación. En el programa de propulsión híbrida, las estrategias de propulsión eléctrica, carga adicional y cambio de marchas, así como la estrategia de refrigeración de los componentes de propulsión, se optimizan en función de los cambios de ruta basándose en la curva de velocidad de conducción preestablecida y el trazado de la ruta.
Esta función de predicción ahora también está disponible para los híbridos enchufables de coches compactos.
Del mismo modo, la Clase A también puede utilizar el asistente de Optimización de la Protección Ambiental (EC), que puede solicitar al conductor que suelte el pedal del acelerador basándose en curvas, pendientes, rotondas, intersecciones y límites de velocidad preestablecidos, de esta manera El conductor asistido adopta un modo de conducción económico para aumentar la cantidad de energía recuperada durante la ruta de conducción. Por ejemplo, gracias a la desaceleración de los datos de la ruta de conducción, que ahorra energía, el asistente ECO puede identificar con antelación rotondas o curvas para el conductor. Por el contrario, sin asistencia ECO, esta diferencia de velocidad debe eliminarse en una distancia significativamente más corta, lo que superaría la potencia máxima de recuperación y, por tanto, requeriría un frenado por fricción.
El asistente ECO puede ajustar el sistema de recuperación de energía manteniendo la maniobrabilidad y ralentizar el vehículo para aprovechar al máximo la energía, mientras que el conductor puede ajustar la intensidad de la energía recuperada a su nivel sin manipular el pedal del acelerador. El rendimiento de conducción esperado y cinco niveles de energía recuperada se pueden seleccionar a través de la palanca de control al lado del volante, de modo que la desaceleración resultante se puede utilizar tanto para el avance lento del vehículo como para la llamada conducción con un solo pedal.
5? Aplicabilidad diaria de la propulsión eléctrica
El nuevo Clase A es el primer vehículo que utiliza el sistema multimedia MBUX de Mercedes-Benz, que incluye numerosas funciones de conectividad como Dienst? ¿Benz? ¿A mí? Cargando (cargando mi coche Mercedes-Benz) (Figura 6). Esta función optimiza la función de búsqueda de pilas de carga y puede proporcionar información en línea, como los modos de carga correspondientes, las ubicaciones de carga programadas y los precios de carga. La función de llamada natural del sistema MBUX se puede buscar diciendo "Hola, Mercedes-Benz, estamos buscando pilas de carga cercanas". Mercedes-Benz puede controlar fácilmente la mayoría de las pilas de carga de forma remota con la ayuda de MBUX. ¿A mí? Permitir que las aplicaciones móviles APP o sistemas de información carguen y paguen.
La evaluación del kilometraje de conducción diario normalmente tiende a centrarse en la conducción de distancias cortas y rara vez implica la conducción de largas distancias (Figura 7). Por lo tanto, la ventaja de utilizar un híbrido enchufable es que la mayoría de los usuarios utilizan propulsión eléctrica en la vida diaria y solo utilizan el motor de combustión interna en condiciones de conducción de larga distancia, por lo que se puede instalar una batería más pequeña y utilizarla como batería pura. vehículo conducido. Reducir el consumo de recursos y la calidad de la batería. El uso diario continuo del propulsor eléctrico influye en el diseño de la curva característica del pedal del acelerador, con la posibilidad de arrancar el motor de combustión interna sólo cuando se acciona el "interruptor automático de marcha", es decir, en el punto de presión al final. de la carrera del pedal.
Si el kilometraje diario se organiza de acuerdo con la longitud del kilometraje, ni en distancias cortas ni largas, ¿el kilometraje eléctrico diario es de 70? ¿El número de kilómetros por día es de unos 300? día/año. Pero para deducir la proporción de propulsión eléctrica, es necesario considerar el rendimiento de carga, el estilo de conducción del conductor y los equipos auxiliares que consumen energía, como el aire acondicionado.
6? Resumen
Los híbridos enchufables de Mercedes-Benz para segmentos de carretera compactos combinan movilidad sostenida con un rendimiento de conducción dinámico y comodidad, con alta potencia y una larga autonomía de conducción eléctrica. Establece el estándar para la idoneidad de la conducción eléctrica diaria y mejora la comodidad de uso con servicios MBUX exclusivos para híbridos, como la búsqueda de pilas de carga disponibles adecuadas o la posibilidad de cargar y pagar. La insignia EQ-Power combina todas estas características e indica un rendimiento cercano al de una insignia Mercedes-Benz EQ totalmente electrificada. Su concepto general presenta una integración inteligente del vehículo y utiliza componentes de propulsión de alto voltaje compuestos de módulos híbridos existentes, lo que permite su aplicación en el sector de los vehículos compactos.
Autor: [Alemania] T.G? Dirk y otros
Compilado por: Fan Qiangming?
Editor: Worcester
Este artículo es del autor de Autohome, Autohome, y no representa la posición de Autohome.