В процессе развития темы электротранспорта определяющим фактором выступает дальность автономного хода. То есть эффективность электромобиля связана с поиском оптимального соотношения между энергозатратами на его производство и полезной отдачей энергии в ходе дальнейшей эксплуатации. Поэтому инженеры стараются сократить размер и вес батареи, что позволит машине двигаться дальше с меньшими затратами энергии. Mercedes-Benz полон решимости лидировать в этом направлении.
Уже сейчас немецкий концерн добился впечатляющих результатов с электромобилем EQS мощностью 245 кВт: на недавних испытаниях EQS 450+ смог преодолеть на одной зарядке 675 километров. Это на 123 километра больше, чем любой другой автомобиль, протестированный ранее. На фоне данных показателей впору вести речь о переосмыслении дорожного путешествия с помощью новой технологической схемы, годной к серийному производству.
Следующим интересным проектом Mercedes-Benz стал концепт Vision EQXX, вобравший в себя передовые достижения сразу по нескольким направлениям: в передовой электрической трансмиссии, аэродинамике и программном обеспечении, а также в использовании легких конструкций и экологически чистых материалов. Проект был запущен всего полтора года назад, и вот концерн показывает самый эффективный автомобиль Mercedes-Benz из когда-либо созданных – с выдающимся энергопотреблением менее 10 кВт•ч на 100 километров. В переводе на потребление ископаемого топлива это составляет около литра на 100 километров. На одной зарядке аккумулятора электромобиль Vision EQXX имеет запас хода свыше 1000 километров, то есть может не подпитываясь энергией добраться из Берлина в Париж. Разработчики модели констатируют, что исходя из средних расстояний, преодолеваемых за год, водителю в США или Китае придется полностью заряжать Vision EQXX лишь дважды в месяц, а в Европе – только раз в месяц.
Выглядит машина тоже потрясающе и футуристично, как гармония роскоши и чувственной чистоты. Новинка построена на основе MMA – модульной архитектуры Mercedes-Benz для компактных и среднеразмерных автомобилей. Вдохновленные природными формами, инженеры работали над снижением веса и сокращением отходов с помощью 3D-печати. Лучшие умы ведущих научно-исследовательских центров работали вместе с инженерами «Формулы-1» и «Формулы E». В результате дизайнеры экстерьера и специалисты по аэродинамике добились коэффициента аэродинамического сопротивления в 0,17 cd.
Несмотря на минимализм передней части, она отличается ярким дизайном. Узкая полоса света над глянцево-черной панелью легко перетекает в энергосберегающие фары. Каждая фара состоит из двух звездообразных элементов, в более крупном из которых за глянцевой центральной линзой расположены массивы ближнего и дальнего света.
Поверхности Vision EQXX спереди плавно переходят в мощные «плечи» над арками задних колес. Этот естественный поток завершается четко очерченным, аэродинамически эффективным краем, подчеркнутым глянцево-черной торцевой окантовкой и блоками задних фонарей. Кузов электромобиля окрашен в серебристый цвет, наиболее хорошо отвечающий запросам энергобаланса, а в поверхность крыши интегрированы солнечные батареи.
Vision EQXX имеет ряд менее заметных визуально, но не менее важных активных и пассивных аэродинамических деталей. Одна из них – воздушная завеса на переднем бампере. Она работает с колесными дисками, чтобы устранить аэродинамические завихрения у передних колес. Воздуховоды также направляют воздух над капотом, это уменьшает интерференционное сопротивление вокруг внешних зеркал и снижает общее сопротивление. Выдвижной задний диффузор раскрывается только на высоких скоростях. В сложенном состоянии он легко вписывается в кузов, сохраняя баланс пропорций задней части. А многие ли заметят, что задняя колея автомобиля на пять сантиметров уже передней?
Коллектив инженеров Mercedes-Benz работал с «самой быстрой» в мире гоночной лабораторией High Performance Powertrains (HPP) и с командой Mercedes-Benz Grand Prix (MGP) над созданием высокоэффективной и компактной электрической трансмиссии и легкого аккумуляторного отсека. Батарея содержит почти 100 кВт•ч энергии, но при этом вполовину меньше по объему и на треть легче, чем уже ставший эталонным аккумулятор в EQS. До 95% энергии батареи Vision EQXX передается на колеса, в то время как у самой эффективной трансмиссии с двигателем внутреннего сгорания этот показатель составляет только 30 процентов.
Электропривод электромобиля представляет собой блок, состоящий из электродвигателя, трансмиссии и силовой электроники, выполненной на основе карбида кремния. Система управления батареями и силовая электроника были разработаны с акцентом на снижении потерь. Существенное увеличение плотности энергии частично связано со значительным прогрессом в химии анодов. Аккумулятор также имеет активную балансировку, что означает равномерный отбор энергии из ячеек во время движения автомобиля. Крышка батареи изготовлена из уникального композитного материала, полученного при переработке отходов сахарного тростника. Композит армирован углеродным волокном. В целом батарея весит около 495 килограммов. На снижение веса автомобиля были рассчитаны бионическая конструкция шасси, магниевые колесные диски, а также тормозные диски из алюминиевого сплава. Тормозная система автомобиля, разработанная Mercedes-Benz Advanced Engineering, не только абсолютно не подвержена коррозии, но и снижает выбросы тормозной пыли до 90% благодаря инновационному покрытию. Между тем новые, усовершенствованные пластиковые пружины, армированные стекловолокном, разработанные в сотрудничестве с Rheinmetall Automotive, уменьшают вес по сравнению с обычными винтовыми пружинами.
В построении задней части концепта конструкторы применили метод алюминиевого конструктивного литья BIONEQXX. Метод был разработан компанией Mercedes-Benz с использованием цифровых технологий и программного подхода, совершенно уникального для автомобильного сектора. Взяв за основу органические формы, инженеры-разработчики стремились использовать несущие элементы, где это необходимо для структурной функции, то есть там, где действуют нагрузки. Полученная цельная отливка имеет вид паутины с зазорами. Отверстия в литье BIONEQXX были закрыты с помощью полимерных «заплат», напечатанных на 3D-принтере. Для достижения чрезвычайно высокой жесткости и хороших звукопоглощающих свойств в общей сложности потребовалось 42 патча.
Двери Vision EQXX изготовлены из гибридных компонентов углепластика и стеклопластика с алюминиевым усилением. Помимо преимущества в весе эта конструкция также обеспечивает тщательный баланс жесткости и пластичности в случае аварии. В то же время новая полиамидная пена усиливает нижний край двери и оптимизирует поглощение энергии при боковом столкновении.
Vision EQXX оснащен усовершенствованной системой управления температурным режимом. С одной стороны, он сохраняет тепловую энергию, а с другой – значительно снижает ее при охлаждении. Тщательно спроектированное взаимодействие аэродинамических заслонок, клапанов системы охлаждения и водяных насосов гарантирует, что блок электропривода будет работать в наиболее эффективной температурной среде при минимальных затратах энергии. В днище автомобиля установлена специальная охлаждающая пластина. Тепловой насос с несколькими источниками рекуперирует отработанное тепло трансмиссии и имеет внешний теплообменник, набирающий тепло из окружающего воздуха. Эта функция, отсутствовавшая в предыдущих тепловых насосах Mercedes-Benz, увеличивает диапазон рабочих температур, что особенно удобно для быстрого прогрева салона.
Сверхчистый стиль дизайна интерьера Vision EQXX, в отличие от традиционного подхода, фокусируется всего на нескольких модулях и прекрасной простоте. Это выражается в отсутствии сложных форм и органичной интеграции легких конструкций в эстетику интерьера, что делает многие традиционные элементы отделки излишними. Бесшовный светодиодный дисплей размерностью 47,5 дюйма располагается в салоне от одной передней стойки до другой. Он действует как портал, соединяющий водителя и пассажиров с автомобилем и внешним миром. Команда Mercedes-Benz работала с экспертами по навигации NAVIS-AMS, чтобы предложить первую систему 3D-навигации в реальном времени на экране такого размера. Он выполняет функции плавного масштабирования и прокрутки от вида со спутника до высоты 10 метров в трехмерном представлении.
Сотрудничая с калифорнийскими экспертами в области искусственного интеллекта BrainChip, инженеры Mercedes-Benz разработали системы на основе аппаратного и программного обеспечения BrainChip Akida. Примером в Vision EQXX является реагирование на слова «Эй, Мерседес!». Структурированная по нейроморфным принципам система в пять-десять раз эффективнее обычного голосового управления. Эмоциональная окраска в ответах электронного помощника не только звучит впечатляюще реалистично, но и выводит разговор водителя с автомобилем на совершенно новый уровень, более естественный.
Два широкополосных динамика, установленных в каждом подголовнике концепта, соединены с басовым возбудителем в каждом сиденье. Vision EQXX использует возбудители для обычного вывода звука, а также для передачи некоторых звуков автомобиля, тактильной обратной связи и звуковых предупреждений. Эффективное сочетание звуковой и тактильной обратной связи является действенным способом улучшения восприятия.
Электронный помощник в путешествии помогает с навигацией, с подбором музыки, он может также подсказать интересные места по пути или даже давать полезные советы по стилю вождения. Vision EQXX демонстрирует потенциал интерфейсов на базе игрового движка, с графикой, которую никогда раньше не видели, и с высокоадаптивным дизайном.
В оформлении интерьера авторы проекта отказались от использования материалов животного происхождения. Они прибегли к применению искусственных тканей и кожи, в том числе полученных посредством переработки бытового мусора. Салон украшают прочная ткань AMsilk Biosteel, похожая на шелк, и заменитель кожи Mylo, изготовленный из мицелия, подземной корневой структуры грибов. Также в качестве альтернативы коже представлен материал Deserttex, получаемый измельчением кактусовых волокон в сочетании с устойчивой полиуретановой матрицей на биологической основе. Пол электромобиля украшают ковры из бамбукового волокна.
В общем и целом концепт потрясает воображение – как внешним видом, масштабом новаций и глубиной проработки, так и своими возможностями. Он фантастичен! Но член правления Daimler AG и главный технический директор Mercedes Benz Маркус Шефер сообщил, что технологическая программа, лежащая в основе исследовательского прототипа Vision EQXX, будет определять дизайн и функционал будущих моделей автомобилей Mercedes-Benz. Это значит, что вскоре мы увидим такие машины на дорогах.
Текст: Андрей Сафонов, фотоматериал Daimer AG