Το ηλεκτρικό τετράθυρο Mercedes-AMG GT Coupé εισάγει ένα σύστημα θερμικής διαχείρισης μπαταρίας στην αγορά αυτοκινήτων με ικανότητα διαρροής που υπερβαίνει τα τρέχοντα βιομηχανικά πρότυπα. Ο κατασκευαστής εγκατέστησε ένα κύκλωμα ψύξης στο πακέτο ισχύος 106 κιλοβατώρων που έχει σχεδιαστεί για να διαχέει έως και 20 κιλοβάτ θερμότητας, όγκος που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το διπλάσιο της χωρητικότητας που υπάρχει στα συμβατικά συστήματα ψύξης ηλεκτρικών οχημάτων. Το σεντάν υψηλών επιδόσεων επιτυγχάνει 1.153 ίππους και καταγράφει χρόνο επαναφόρτισης από 10% έως 80% σε 11 λεπτά.
Η ανάπτυξη αυτής της θερμικής αρχιτεκτονικής ανταποκρίνεται στις ακραίες πιέσεις που αντιμετωπίζουν τα εξαρτήματα αποθήκευσης ενέργειας στα σύγχρονα ηλεκτρικά οχήματα. Λειτουργίες Fatores, όπως ξαφνικές κλιματικές διακυμάνσεις, μηχανικές κρούσεις από κατεστραμμένες διαδρομές, συνεχείς επιταχύνσεις και η απαίτηση για εξαιρετικά γρήγορους κύκλους φόρτισης συνεργάζονται για να ωθήσουν τα χημικά κύτταρα στο όριο της φυσικής τους ικανότητας. Η θερμότητα που παράγεται από αυτές τις συνθήκες καταπόνησης αντιπροσωπεύει το κύριο τεχνικό εμπόδιο για τη διατήρηση της δυναμικής απόδοσης και τη διατήρηση της μακροχρόνιας ζωής του εξοπλισμού.
Arquitetura θερμικός έλεγχος και έλεγχος θερμοκρασίας κατά παραγγελία
Η μηχανική που εφαρμόζεται στο Mercedes-AMG GT καθιερώνει έλεγχο θερμοκρασίας κατά παραγγελία που δρα ανεξάρτητα σε διαφορετικά τμήματα της μονάδας ισχύος. Το λογισμικό διαχείρισης παρακολουθεί συνεχώς τη θερμική κατάσταση του συγκροτήματος και, εάν εντοπίσει υπερβολική θέρμανση σε μια συγκεκριμένη περιοχή, κατευθύνει τη ροή ψύξης με εντοπισμένο τρόπο. Η μέθοδος Esse αντικαθιστά την κοινή πρακτική της αδιάκριτης αύξησης της ροής ψυκτικού σε όλη την μπαταρία.
Ο κοκκώδης έλεγχος της θερμικής ροής αποτρέπει τη σπατάλη ηλεκτρικής ενέργειας που θα χρησιμοποιούσε το σύστημα άντλησης και αποφεύγει την περιττή ψύξη των κυψελών που ήδη λειτουργούν εντός του ιδανικού εύρους θερμοκρασίας. Η διατήρηση ενός ομοιόμορφου θερμικού περιβάλλοντος σε όλο το μήκος του πακέτου των 106 κιλοβατώρων διασφαλίζει ότι ο ρυθμός εκφόρτισης παραμένει σταθερά υψηλός, επιτρέποντας τη βιώσιμη απόδοση άνω των 1.000 ίππων κατά τη σπορ οδήγηση.
Componentes δομικό κύκλωμα ψύξης
Η λειτουργία του συστήματος διαρροής 20 κιλοβάτ εξαρτάται από μια μηχανική και ηλεκτρονική υποδομή ενσωματωμένη στο πλαίσιο του οχήματος. Το κύκλωμα σχεδιάστηκε για να καταλαμβάνει όσο το δυνατόν λιγότερο χώρο, διατηρώντας αποτελεσματική ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των εξαρτημάτων υψηλής τάσης και του εξωτερικού περιβάλλοντος.
Η πλήρης δομή θερμικής διαχείρισης του ηλεκτρικού σεντάν περιλαμβάνει τα ακόλουθα τεχνικά στοιχεία:
- Ψυκτικό υψηλής χωρητικότητας Bomba που διοχετεύει υγρό μέσω της συστοιχίας κυψελών
- Σύστημα θερμότητας λαδιού-νερού Trocador υπεύθυνο για την αφαίρεση της θερμικής ενέργειας που παράγεται κατά τη λειτουργία
- Ειδικό σύστημα ψύξης Centro που βελτιστοποιεί τη ροή του υγρού μέσα σε ένα συμπαγές διαμέρισμα
- Sistema αυτόματη ανακατεύθυνση των μονάδων κίνησης υγρού σε ηλεκτρικό όταν η μπαταρία φτάσει στη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας
Η αυτόματη ανακατεύθυνση μεγιστοποιεί την ενεργειακή απόδοση του οχήματος στο σύνολό του. Οι αισθητήρες Quando υποδεικνύουν ότι η μπαταρία δεν απαιτεί ενεργή ψύξη, η ικανότητα ψύξης μεταφέρεται στους ηλεκτρικούς κινητήρες και τους μετατροπείς, εξαρτήματα που παράγουν επίσης σημαντική θερμότητα κατά την ισχυρή επιτάχυνση και το αναγεννητικό φρενάρισμα.
Células κυλινδρική ενσωμάτωση και ανόδου πυριτίου
Το power pack του Mercedes-AMG GT αποτελείται από 2.660 μεμονωμένες κυψέλες που διαθέτουν συγκεκριμένο κυλινδρικό σχήμα, με ύψος 10,4 εκατοστά και διάμετρο 2,5 εκατοστά. Η επιλογή μειωμένης διαμέτρου μειώνει τη φυσική απόσταση μεταξύ του πυρήνα του κυττάρου, όπου οι χημικές αντιδράσεις γίνονται με μεγαλύτερη ένταση, και της εξωτερικής επιφάνειας. Η γεωμετρία Essa επιτρέπει σημαντικά ταχύτερη απαγωγή θερμότητας. Adicionalmente, κάθε κυλινδρική μονάδα λαμβάνει μια επίστρωση αλουμινίου συγκολλημένη με λέιζερ, ένα υλικό με ιδιότητες υψηλής θερμικής αγωγιμότητας.
Από τη χημική άποψη, το όχημα υιοθετεί άνοδους που αποτελούνται από ένα μείγμα πυριτίου και γραφίτη. Η τεχνολογία παρέχει ενεργειακή πυκνότητα 298 βατ-ώρες ανά κιλό, δείκτης που είναι από τους υψηλότερους που έχουν τεκμηριωθεί ποτέ σε στοιχεία ιόντων λιθίου που είναι διαθέσιμα σε εμπορική κλίμακα. Η κάθοδος της μπαταρίας χρησιμοποιεί τη σύνθεση NCMA, η οποία ενσωματώνει νικέλιο, κοβάλτιο, μαγγάνιο και αλουμίνιο, υλικά που ιστορικά σχετίζονται με την επέκταση της χωρητικότητας αποθήκευσης ενέργειας και την αύξηση της αυτονομίας του οχήματος.
Η χρήση πυριτίου σε ανόδους αντιπροσωπεύει μια αναπτυσσόμενη τάση στον παγκόσμιο τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας. Η παραδοσιακή Fabricantes όπως η General Motors και οι αναδυόμενες εταιρείες τεχνολογίας όπως η Group14 και η Sila διατηρούν επενδύσεις σε παρόμοιες χημικές λύσεις. Ωστόσο, οι κυψέλες με βάση το πυρίτιο εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν υψηλό κόστος παραγωγής και περιορισμένη διαθεσιμότητα στη διεθνή αγορά, παράγοντες που εμποδίζουν την άμεση αντικατάσταση του παραδοσιακού γραφίτη στις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού.
Το Autonomia σχεδιάστηκε και επηρεάζει τους κύκλους δοκιμών
Η χωρητικότητα αποθήκευσης και η θερμική απόδοση του συστήματος έχουν ως αποτέλεσμα εκτιμώμενη αυτονομία έως και 700 χιλιομέτρων, σύμφωνα με τις ευρωπαϊκές παραμέτρους του κύκλου WLTP. Στον κύκλο δοκιμής EPA, που χρησιμοποιείται στο Estados Unidos και αναγνωρίζεται από πιο αυστηρά κριτήρια αξιολόγησης, η προβολή εμβέλειας υπερβαίνει τα 480 χιλιόμετρα με πλήρη φόρτιση.
Το πρόγραμμα του κατασκευαστή προβλέπει ότι το μοντέλο Estados Unidos θα κυκλοφορήσει στην αγορά το 2025. Με τη δυνατότητα ανάκτησης περίπου 400 χιλιομέτρων αυτονομίας σε διάστημα 10 λεπτών συνδεδεμένο με τερματικό εξαιρετικά γρήγορης φόρτισης, το όχημα θα τοποθετηθεί ως το ηλεκτρικό αυτοκίνητο με την υψηλότερη διαθέσιμη ταχύτητα φόρτισης στην αμερικανική ήπειρο. Το αποτέλεσμα αντικατοπτρίζει την κοινή έρευνα μεταξύ των τομέων της ηλεκτρονικής ισχύος, της μηχανικής κυψελωτών υλικών και της θερμικής διαχείρισης.
Επεκτασιμότητα Perspectivas για την αυτοκινητοβιομηχανία
Οι τεχνολογίες ανόδου πυριτίου και τα υπερμεγέθη συστήματα ψύξης που εφαρμόζονται στο σεντάν δεν έχουν φτάσει ακόμη στην οικονομική βιωσιμότητα που απαιτείται για τη μαζική παραγωγή. Το Mercedes-AMG GT λειτουργεί ως πλατφόρμα τεχνικής επικύρωσης πριν από πιθανή επέκταση αυτών των εξαρτημάτων σε άλλες κατηγορίες οχημάτων. Η ενοποίηση αυτών των καινοτομιών θα εξαρτηθεί από τη συλλογή πραγματικών επιχειρησιακών δεδομένων τα επόμενα χρόνια.
Η παρακολούθηση της καθημερινής φθοράς, της χημικής υποβάθμισης των κυττάρων και της μακροζωίας του συστήματος ψύξης στο δρόμο θα παρέχει τις μετρήσεις που απαιτούνται για τη βελτίωση της τεχνολογίας. Η προσδοκία του τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας είναι ότι η αύξηση της κλίμακας στην παραγωγή θα μειώσει σταδιακά το κόστος κατασκευής. Η βιομηχανική κίνηση Esse θα μπορούσε να επιτρέψει στις εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες φόρτισης και στις μπαταρίες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας να μην αποτελούν πλέον αποκλειστικά χαρακτηριστικά πολυτελών οχημάτων και να γίνουν μέρος μοντέλων που στοχεύουν στην αγορά όγκου.