Mercedes klasy B F-CELL to pierwszy pojazd elektryczny zasilany dwulitrownym silnikiem, który spala wodór. Pojazd znajduje się już w małoseryjnej produkcji - do tej pory dostarczono 200 egzemplarzy dla klientów w Europie i Stanach Zjednoczonych. Materiał publikujemy dzięki zaprzyjaźnionemu portalowi cng.auto.pl
fot. Daimler
Mercedes klasy B F-CELL to pierwszy pojazd elektryczny zasilany dwulitrownym silnikiem, który spala wodór. Pojazd znajduje się już w małoseryjnej produkcji - do tej pory dostarczono 200 egzemplarzy dla klientów w Europie i Stanach Zjednoczonych.
400 km na jednym tankowaniu Sercem wodorowego Mercedesa B F-CELL jest system elektryczny nowej generacji, który zapewnia odpowiednią moc oraz poziom bezpieczeństwa dla codziennego użytku. Cała instalacja zasilania znajduje się pod podłogą przestrzeni użytkowej pojazdu, dzięki tzw. konstrukcji typu sandwich. Zasięg pojazdu wynosi ok. 400 kilometrów, a jego tankowanie trwa zaledwie kilka minut.
Hybrydowy napęd pracuje na rzecz jednostki elektrycznej Zamontowany silnik o pojemności 2,0- litrów pracuje dla potrzeb jednostki elektrycznej o mocy 100 kW i o maksymalnym momencie obrotowym 290 Nm. Średnio na pokonanie 100 kilometrów potrzebuje ilość wodoru stanowiącą ekwiwalent 3,3 litra oleju napędowego (wg norm NEDC - New European Driving Cycle).
Opisywana jednostka napędowa bazuje na poprzedniej generacji ogniw paliwowych fuel cell montowanych w prototypowym Mercedesie A F-CELL z 2004 roku. Jednak w porównianiu do poprzednika jest o 40% mniejsza, o 30% mocniejsza, a jednocześnie konsumuje o 30% mniej paliwa.
Główne komponenty jednostki napędowej stanowią:
kompaktowy zespół ogniw paliwowych;
wytrzymała bateria litowo-jonowa;
3 zbiorniki wysokiego ciśnienia (700 barów) dla magazynowania wodoru;
kompaktowy lekki silnik spalinowy umieszczony przy przedniej osi.
Wytrzymałość na niskie temperatury Jednym z największych wyzwań dla ogniw paliwowych są ujemne temperatury. Niedawno nie lada wyzwaniem były jeszcze problemy rozruchu silnika przy temperaturach poniżej - 15 stopni Celsjusza. Jednak dzięki ostatnim udoskonaleniom napędu możliwy stał się sprawny start motoru pojazdu nawet przy -25 stopniach C. Dzięki zastosowaniu udoskonalonego systemu ogrzewania możliwe stało się szybsze osiąganie optymalnej temperatury pracy jednosktki, która wynosi 80 stopni ciepła.
Magazynowanie paliwa Kolejnym wyzwaniem było zapewnienie wystarczającego zasięgu. Dzięki zamontowaniu trzech wysokociśnieniowych zbiorników z włókna węglowego, udało się zmagazynować 12 kilogramów wodoru pod ciśnieniem 700 barów. Zgromadzone paliwo zapewnia 400 kilometrów zasięgu w cyklu mieszanym. Napełnienie do pełna pustych zbiorników zajmuje ok. 3 minut. Tankowanie odbywa się zunifikowanym króćcem.
Bardzo niskie spalanie Bezpośrednio połączony silnik elektryczny z jednostką spalinową rozwija maksymalną moc 100 kW. Cechuje się również wysokim momentem obrotowym na poziomie 290 Nm oraz, co typowe dla silników elektrycznych, dostępnego w maksymalnym zakresie tuż po samym starcie. Dzięki temu zyskuje istotną przewagę nad porównywalnymi jednostkami benzynowymi i wysokoprężnymi; nawet common rail. Przewaga jest również widoczna przy samym spalaniu - pojazd zadawala się zaledwie ekwiwalentem 3,3 litra oleju napędowego na dystansie 100 kilometrów (wg normy NEDC).
Mocna bateria kompaktowa typu li-ion W Mercedesie B F-CELL zastosowano baterię o pojemności 1,4 kWh przy zachowaniu kompaktowych wymiarów. Jest to rozwinięta konstrukcja akumulatorów z większego Mercedesa klasy S 400 Hybrid. Dzięki zastosowaniu technologii litowo-jonowej poprawiono parametry w porównaniu do baterii niklowo-metalowych - zwiększyła się pojemność oraz poprawiły się żywotność i czas ładowania baterii.
Inteligenty system jazdy dla maksymalizacji wydajności Dzięki zastosowaniu inteligentnego systemu jazdy, bieżący rodzaj napędu jest ustawiany ze względu na aktualne potrzeby. Przy niskich temperaturach następuje start jednocześnie z silnika elektrycznego i wodorowego. Przy umiarkowanych startuje sam silnik elektryczny, natomiast jednostka spalinowa zostaje załączana dopiero po nabraniu odpowiedniej temperatury. W zależności od stylu jazdy następują dalsze przełączenia trybów. Dzięki temu zasilany wodorem F-CELL zadowala się bardzo małymi ilościami paliwa. Mamy zaś do czynienia tutaj z napędem hybrydowym w pełnym wydaniu.
Jednostka elektryczna i ogniwa paliwowe ściśle ze sobą współpracują. Silnik spalinowy zostaje załączony również w przypadku, kiedy system wykryje w akumulatorach zbyt mało energii lub jednostka elektryczna nie będzie w stanie sprostać zwiększenemu zapotrzebowaniu na moc pojazdu.
Pojazd wodorowy do codziennego użytku Wodorowego Mercedesa B F-CELL można śmiało nazwać pełnowartościowym samochodem - posiada standardowo 5 miejsc dla pasażerów, a jego bagażnik ma pojemność 416 litrów. Całość napędu wodorowego jest bezpiecznie umieszczona pod przestrzenią pasażerską. Wszystko dzięki specjalnej konstrukcji płyty podłogowej typu sandwich, gdzie m.in. zbiorniki wodoru umieszczono między osiami pojazdu. Takie rozwiązanie pozwoliło na podniesienie stabilności pojazdu oraz utrzymanie wysokich standarów bezpieczeństwa pasywnego - co zostało udowodnione w przeprowadzonych testach zderzeniowych.
Ponadto, jak na Mercedesa przystało, pojazd zapewnia doskonały komfort podróży. Skórzane i elektrycznie podgrzewane fotele, klimatyzację automatyczną czy multimedialny system COMAND. Dzięki niemu kierowca jest również w stanie obserwować pracę jednostki napędowej i aktualny stan napełnienia akumulatorów. Informuje on również o ilości zatankowanego wodoru oraz przekazuje informacje o najbliższej stacji tankowania paliwa.
Bezpieczeństwo przede wszystkim Mercedes B w wersji F-CELL utrzymuje standardy bezpieczeństwa innych wersji silnikowych tego pojazdu. Podczas 30 fabrycznych testów zderzeniowych, inżynierowie zwracali szczególną uwagę na stan zbiorników paliwa i zachowanie zmagazynowanego w nich wodoru. W przypadku silnego zderzenia dopływ paliwa ze zbiorników zostaje natychmiast zatrzymany, a zawory zamontowane przy każdej butli automatycznie izolują zmagazynowany wodór. Zamontowane w pojeździe baterie zostały zabezpieczone według 7 wypracowanych zasad bezpieczeństwa:
Wszystkie złącza elektryczne są znakowane specjalnymi kolorami. Ułatwia to montaż oraz serwis elementów przy zachowaniu wysokich standardów bezpieczeństwa.
Wykluczono możliwość dotyku do złączy poprzez rozbudowaną izolację przewodów elektrycznych.
Baterie umieszczono w specjalnej stalowej obudowie. Cały układ jest chłodzony odrębną klimatyzacją. Nad całością czuwa specjalny system wykrywający potencjalne awarie.
Wszystkie elementy akumulatora są ze sobą zintegrowane, dzięki czemu w razie awarii zostaną wszystkie wyłączone.
Z chwilą wyłączenia pojazdu, akumulatory przestają dostarczać wysokie napięcie do układu zasilania.
Z momentem wypadku wysokie napięcie z akumulatorów zostaje momentalnie odcięte
System jest stale monitorowany pod kątem zwarcia.Zasilanie wodorem, przy utrzymaniu wysokich standardów bezpieczeństwa, nie umniejsza funkcjonalności pojazdu - kierowca może swobodnie korzystać z parkingów podziemnych i tuneli.
Częścią obchodów 125. urodzin wynalezienia pierwszego samochodu jest podróż dookoła świata trzech wodorowych pojazdów F-Cell, powstałych na bazie Mercedesa Klasy B. Wyruszyły one 30 stycznia 2011 roku ze Stuttgartu i przejadę przez 14 państw na 4 kontynentach świata. Celem całej inicjatywy jest udowodnienie dojrzałości technologii wodorowej dla ruchu codziennego. Intencją koncernu Mercedes jest również pokazanie rządzącym potrzeby budowy stacji do ich tankowania.
