Mercedes-Benz Mengembangkan VISION EQXX
Ini adalah demonstran teknologi – bukan mobil pertunjukan. VISION EQXX menempuh jarak lebih dari 1.000 kilometer dengan sekali pengisian baterai pada perjalanan pertamanya dalam kondisi nyata. Mercedes-Benz mengembangkan VISION EQXX di Center for Future Technologies.
Satu kali pengisian baterai, 11 jam dan 32 menit waktu mengemudi murni, dua perhentian masing-masing 15 menit untuk berganti pengemudi, total 1.008 kilometer berkendara dan jangkauan sekitar 140 kilometer… Dalam perjalanan darat perdananya dari Sindelfingen, Jerman melintasi Pegunungan Alpen Swiss hingga Cassis di French Riviera, Mercedes-Benz VISION EQXX mencetak rekor jangkauan yang mengesankan.
Lebih dari 1.000 kilometer dengan sekali pengisian baterai. Tidak heran, seperti yang dikatakan Tim Wölfel, Electric Drive Special Projects Lead dan spesialis penggerak elektrik VISION EQXX, dalam rangkumannya: “Jangkauan tidak lagi menjadi masalah.”
Pada perjalanan keduanya dua bulan kemudian, VISION EQXX membuktikan fakta bahwa ini setidaknya berlaku untuk prototipe. Mobil tersebut menempuh jarak 1.202 kilometer dari Jerman ke Inggris dengan sekali pengisian baterai. Lebih tepatnya: dari Museum Mercedes-Benz di Stuttgart, Jerman ke Calais, Prancis, dengan kereta melewati Terowongan Channel, dan dalam perjalanan lagi hingga berakhir di Silverstone, Inggris.
Sepanjang jalan, VISION EQXX berhenti di Grand Prix Mercedes-Benz di Brackley. Di sana disambut oleh pakar Formula Satu dan Formula E yang berkolaborasi dengan rekan-rekan di Sindelfingen dalam pengembangan kereta penggerak progresif. Selama seluruh perjalanan darat, rata-rata VISION EQXX hanya mengonsumsi 8,3 kWh/100 km, meskipun lalu lintas padat dan suhu musim panas.
Pemutaran Perdana Dunia VISION EQXX
Pada 3 Januari 2022, prototipe penelitian berbasis perangkat lunak VISION EQXX merayakan penayangan perdananya di dunia digital. CEO Ola Källenius, Chief Technology Officer Markus Schäfer dan Chief Designer Gorden Wagener memperkenalkannya sebagai “kendaraan listrik paling efisien yang pernah dibuat oleh ‘merek berbintang'”.
Momen yang membuatnya “sangat bangga” setelah masa pengembangan hanya 18 bulan, kenang Jasmin Eichler, Kepala Teknologi Masa Depan di Mercedes-Benz dan pimpinan proyek. Namun bagi tim, standar yang dirumuskan saat pemutaran perdana juga berarti: “Sekarang tekanan untuk mewujudkannya!” Pada akhirnya, VISION EQXX bukanlah mobil pertunjukan. Sebaliknya, ini adalah demonstran teknologi yang menempatkan apa yang layak secara teknologi bagi para pengembang, insinyur, pakar aerodinamika, pakar penggerak, dan desainer di Mercedes-Benz di jalanan.
Dalam tiga bulan antara pemutaran perdana dunia dan perjalanan perdananya, kelompok ahli menunjukkan apa yang dapat dilakukannya hanya dalam beberapa minggu. “Kami menempatkan VISION EQXX melalui langkahnya dan sekali lagi dioptimalkan secara ekstensif,” kata Eichler.
Para insinyur menghemat bobot 40 kilogram lagi dan empat poin lagi “diperoleh dalam aerodinamika”. Di akhir catatan perjalanan, VISION EQXX telah mengonsumsi 8,7 kilowatt jam per 100 kilometer – “yang pasti di bawah nilai target kami,” seperti yang dilaporkan Eichler. Pada road trip kedua, pada 8,3 kWh/100 km, konsumsi mobil lebih rendah lagi.
Aerodinamika Top Dunia Siap Beraksi
Selasa pagi, 12 April, jam 7 pagi semua orang sudah siap berangkat. Prototipe memulai perjalanan rekor pertamanya dalam cuaca yang relatif buruk – 3 ° C – di Sindelfingen, di depan gedung Hub Perangkat Lunak Listrik Mercedes-Benz yang baru. Seorang auditor dari TÜV Süd, yang telah secara resmi menyegel port muatan sebelumnya, memantau seluruh perjalanan darat sebagai penumpang di salah satu dari dua kendaraan pendamping EQS. Dengan kecepatan hingga 140 km/jam, mereka mengambil jalan tol 81 ke perbatasan timur laut ke Swiss.
Dengan nilai cW yang rendah yaitu 0,17, prototipe hampir tidak menunjukkan target angin. Aerodinamika teratas dunia di antara kendaraan yang disetujui untuk digunakan di jalan raya adalah hasil interaksi di antara banyak aktivitas individu. Dimulai dengan bentuk dasar tubuh,
Fitur lain yang mendukung tarikan rendah adalah permukaan depan yang rendah seluas 2,12 m² dan pengurangan lebar lintasan belakang. Lebih sempit dari depan sebesar 50 mm, yang berarti roda belakang menggelinding di slipstream roda depan. Diffuser belakang aktif secara otomatis memanjang pada kecepatan 60 km/jam. Ini meningkatkan aliran udara dan memberikan kontribusi penting untuk mengurangi hambatan. “Kami memiliki interaksi di antara semua disiplin ilmu yang terlibat untuk berterima kasih atas rekor ini.
Pada kecepatan ini, aerodinamis bertanggung jawab atas lebih dari 60 persen hambatan yang berdampak pada mobil jenis ini. Mereka adalah faktor penentu,” kata Laura Vranos, pakar efisiensi VISION EQXX dan memantau perjalanan di pusat kendali misi. “Setiap ujung”
Menguji Jangkauan Dalam Kondisi Nyata
Perjalanan darat dilanjutkan melewati Zurich menuju Danau Lucerne dengan lalu lintas macet, lalu naik ke Gotthard, melalui terowongan dan masuk ke Italia. Melewati Como, mobil melewati kemacetan lalu lintas Milan dan menuju Genoa lalu Nice. Sore itu, saat tiba di tempat tujuan, kota kecil Cassis di French Riviera, matahari masih bersinar.
“Tujuan utama adalah menguji jangkauan dalam kondisi nyata,” kata Tim Wölfel, spesialis penggerak listrik mobil. “Kami tidak ingin berputar-putar dengan kecepatan 30 km/jam di suatu tempat di jalur uji coba.” Jika Anda memasuki rute “Sindelfingen – Cassis” di Google Maps, Anda akan diperlihatkan rute alternatif yang membawa Anda ke tempat tujuan lebih cepat. “Tapi kami menginginkan tantangan ekstra untuk berkendara melewati Pegunungan Alpen dengan VISION EQXX. ” Tanggal 12 April sebenarnya adalah hari pertama kalinya VISION EQXX dikendarai di jalan umum. “Kami tidak menguji perjalanan ini sebelumnya,” jelas Wölfel.
Kembaran Digital Memimpin Jalan
Tentu saja itu tidak berarti bahwa VISION EQXX yang asli tidak siap saat memulai perjalanan perdananya dengan dua pilot. Di pusat kendali misi di Sindelfingen, kembaran digital mobil itu telah dimulai lebih awal. Kembar digital adalah alat simulasi “perangkat lunak dalam lingkaran” yang diisi dengan data tentang cuaca dan lalu lintas di sepanjang rute secara waktu nyata. Itu selalu di rute satu jam lebih awal dari mobil sebenarnya.
Dengan cara ini, kru di pusat kendali misi selalu mengetahui apa yang menunggu VISION EQXX di sepanjang rute. Di samping kembaran digital, ada juga kembaran nyata, yang akrab disebut “eMMA” mengacu pada platform e-mobilitas MMA dari Mercedes. EQB 250 hitam berfungsi sebagai kendaraan pengujian & pengembangan.
Terhubung ke bangku tes di Sindelfingen, itu “mengemudi” rute secara bersamaan dengan VISION EQXX. “Seperti di Formula Satu, kami dapat melacak drive train dan data dari semua sistem secara paralel dan pada saat yang sama, membawa serta banyak pengembang dalam perjalanan tersebut,” kenang Wölfel. Sekitar 25 pakar dari berbagai disiplin ilmu yang berpartisipasi dalam pengembangan duduk di pusat kendali misi pada hari pemutaran perdana dan mengevaluasi data waktu nyata, siap melakukan intervensi jika diperlukan.
“Sebenarnya ada saat yang sulit: dalam perjalanan ke Terowongan Gotthard, konverter DC/DC dari VISION EQXX turun untuk waktu yang singkat,” kata Pimpinan Proyek Jasmin Eichler. Penjelasan: Konverter DC/DC menghubungkan baterai bertegangan tinggi ke jaringan onboard 12 volt dan mengalirkannya. Saat konverter mati, baterai 12 volt kosong. Mobil harus berhenti. “Kami menyadari sejak awal bahwa ada sesuatu yang salah, menganalisis data dan mengumpulkan kelompok kecil – termasuk kolega dari Formula Satu dan Formula E, yang dapat memecahkan masalah dengan sangat cepat.
Selama tes sebelumnya, kami sering mempertimbangkan apa yang bisa kami lakukan dalam situasi seperti itu.” Dalam kasus konverter DC/DC, para ahli memutuskan untuk memulai kembali. Pengemudi dan co-pilot di VISION EQXX diberitahu tentang rencana tersebut. “Saya harus mengakui bahwa ada sedikit ketegangan pada saat itu, kata Wolfel. “Untungnya, lampu merah menyala di saat yang tepat,” tambah Eichler. Sistem dapat dihidupkan ulang dan perjalanan dilanjutkan dengan lancar.
Efisiensi Adalah Mosaik Dari Banyak Ukuran
Tingkat efisiensi luar biasa yang ditampilkan oleh demonstran teknologi dalam perjalanannya ke French Riviera adalah gabungan dari banyak detail kecil dan inovatif. Ambil contoh bannya, yang 4,7 per seribu memiliki hambatan gelinding yang sangat rendah. Mercedes-Benz mengembangkannya untuk VISION EQXX dengan mitranya, Bridgestone.
Sebagai perbandingan: Label Ban UE saat ini mensyaratkan tahanan gelinding 6,5 per seribu untuk peringkat terbaik di kelas A. Fitur istimewa lain yang mencolok adalah dimensi ban baru, 185/65 R 20 97 T, yang berarti diameter besar dengan sempit tapak. Selanjutnya, transisi aliran dari ban ke pelek dioptimalkan bekerja sama dengan tim aerodinamika dari Mercedes-Benz.
Meskipun semua disiplin ilmu “bekerja ekstra” dalam minggu-minggu sebelum perjalanan perdananya, seperti yang ditekankan oleh pakar efisiensi Laura Vranos, itu adalah pengalaman yang menegangkan – bukan hanya karena cuaca buruk yang awalnya sebelum Gotthard: “Ada satu poin tidak kembali dalam perjalanan. Kami harus memutuskan apakah akan berhenti atau tidak dan menyebutnya sehari, dan mencoba lagi keesokan paginya. Atau lanjutkan.
Kami selalu memperhatikan efisiensi, melapisi cuaca saat ini dan membandingkannya dengan prakiraan cuaca. Sementara itu, ada juga masalah kecil pada dasbor. Konsumsi saat ini tidak ditampilkan terus-menerus dan harus dihitung oleh seorang rekan. Lima kilometer sebelum titik tidak bisa kembali, Anda mungkin mendengar pin jatuh di kontrol misi – udaranya benar-benar cukup tebal untuk dipotong dengan pisau. Ketika kami dapat mengumumkan: ‘Jika tidak ada yang luar biasa terjadi sekarang, kami akan membuatnya’ Anda dapat melihat bagaimana semua orang segera santai. Momen itu adalah sorotan pribadi saya, ”kata Vranos.
Dorongan Tenaga Dari Matahari
Setelah Gotthard, semuanya menjadi lebih mudah. Lagi pula, seperti dalam perjalanan darat perdananya di Lembah Po dekat Milan dan terlebih lagi selama perjalanan musim panas ke Silverstone, VISION EQXX mendapatkan peningkatan daya dari atap surya yang dipasang secara permanen dan bukan stasiun pengisian daya.
117 sel surya memberi makan baterai 12 volt, yang pada gilirannya memasok beban tambahan dan sistem navigasi dengan daya. Nilai tambah dapat diukur: baterai bertegangan tinggi dilonggarkan dengan benar, dan ini dapat dilihat di layar komputer on-board. Secara keseluruhan, solar booster memperluas jangkauan lebih dari 2 persen – yang menambahkan hingga 25 kilometer pada rute lebih dari 1.000 kilometer.
Keuntungan Untuk Bobot Ringan
Fitur khusus lain dari VISION EQXX adalah konstruksi ringannya yang konsisten, yang terutama berdampak positif pada gradien. VISION EQXX secara mengesankan mendemonstrasikan keunggulan ini saat mendekati Terowongan Gotthard. Di satu bagian rute antara Amsteg dan Göschenen, terdapat tanjakan sepanjang 14 kilometer dengan kemiringan hingga 5 persen.
Di sini, di mana setiap gram bobot ekstra melahap tenaga, VISION EQXX menggunakan bobot tara 1.755 kilogram untuk keunggulannya. Konsep konstruksi ringan VISION EQXX bersifat komprehensif: mulai dari bahan yang digunakan hingga struktur bionik inovatif yang menghasilkan rasio kekuatan dan berat yang menguntungkan. Ambil contoh bahan komposit serat karbon-gula yang berkelanjutan yang juga digunakan di Formula Satu yang terdiri dari bagian atas baterai, dan lantai belakang BIONEQXXTM diproduksi dengan proses cor aluminium. Komponen struktural logam yang ringan menghasilkan penghematan berat hingga 20 persen dibandingkan dengan komponen yang diproduksi secara konvensional.
Dengan rangka tambahan Formula Satu yang ringan, ditambah cakram rem dan baterai traksi yang terbuat dari aluminium, sasis bertanggung jawab atas sebagian besar efisiensi bobot. Pada 100 kWh, baterai penyimpanan VISION EQXX yang baru dikembangkan hampir memiliki jumlah daya yang sama dengan baterai EQS, yang mencapai peringkat teratas dalam perbandingan mobil listrik dunia dalam produksi seri. Namun, volumenya 50 persen lebih sedikit dan 30 persen lebih ringan.
“Secara umum, kolaborasi dengan rekan-rekan dari Formula Satu sangat produktif untuk proyek tersebut,” komentar Tim Wölfel. Dan Pimpinan Proyek Jasmin Eichler menambahkan: “Itu adalah tim yang brilian secara keseluruhan – Mercedes secara keseluruhan benar-benar berhasil. Saya tidak akan pernah lupa merasakan bagaimana semua orang bergerak ke arah yang sama.”
Rem Cakram Aluminium
Setelah Terowongan Gotthard, VISION EQXX menuruni bukit sejauh beberapa kilometer. Prototipe menggunakan topografi di sana sesuai dengan kemampuannya: VISION EQXX meregenerasi cadangan dayanya. Dalam kasus mobil listrik, istilahnya adalah “regenerasi”: memulihkan energi rem. Dalam disiplin ini juga, VISION EQXX meningkatkan standar berkat drive train elektrik berefisiensi tinggi.
VISION EQXX dapat menggunakan efek regenerasi pada segala jenis kemiringan ke bawah dan tindakan pengereman apa pun. Efek samping yang positif: berkat rem elektrik, rem mekanis hampir tidak pernah digunakan. Pada gilirannya, ini memungkinkan penggunaan cakram rem aluminium inovatif untuk pertama kalinya. Beratnya jauh lebih ringan daripada rekan-rekan baja mereka.
eATS Inovatif: Kuat, Responsif, dan Tahan Lama
Kereta penggerak elektrik (eATS) dari VISION EQXX dikembangkan bekerja sama dengan spesialis olahraga balap Formula Satu dari Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) dan Mercedes-Benz-Grand Prix (MGP). Ini terdiri dari motor listrik, gear box dan elektronika daya – dan memiliki output puncak 180 kW. Torsi hadir sejak revolusi motor pertama dan VISION EQXX memiliki hambatan yang sangat rendah.
Akibatnya, potensi penuhnya pada dasarnya tidak pernah dimanfaatkan selama seluruh perjalanan darat ke Cassis. Tetapi faktor lain lebih penting daripada daya maksimum: eATS kompak, ringan, dan sangat efisien seperti baterai. Koefisien efisiensi rata-rata untuk aplikasi ini adalah 95 persen. Dengan kata lain, 95 persen tenaga dari baterai mencapai roda.
“Salah satu cara terbaik untuk meningkatkan efisiensi adalah dengan mengurangi kerugian,” jelas Eva Greiner, Chief Engineer Electrical Drive Systems. “Kami mengerjakan setiap bagian dari sistem untuk mengurangi konsumsi daya dan kerugian melalui desain sistem, pemilihan material, pelumasan, dan manajemen panas. Dan alat simulasi kami membantu kami menemukan dengan cepat mana yang berhasil dan mana yang tidak.”
Para insinyur dari Mercedes-Benz berhasil mengurangi kerugian total pada drive train (motor, inverter dan gear box) sebesar 44 persen. Itu juga ditambahkan di bawah garis bawah: 1 persen lebih banyak efisiensi sama dengan 2 persen lebih banyak jangkauan. Baterai VISION EQXX juga mendukung efek ini, berkat kerapatan energinya yang luar biasa hanya di bawah 400 Wh/l dan voltase pengoperasian yang sangat tinggi di atas 900 volt.
Berbicara tentang tegangan tinggi: teknologi ini digunakan untuk pertama kalinya dan terbukti dengan sendirinya selama seluruh perjalanan darat. Tidak ada masalah seperti kabel yang terlalu panas: semuanya baik-baik saja. Penyeimbangan sel aktif juga berkontribusi pada peningkatan efisiensi. Itu memastikan bahwa daya diambil secara merata dari sel selama perjalanan. Saat kereta penggerak listrik mengembangkan sedikit limbah panas, pendinginan pasif sudah cukup selama seluruh rekor perjalanan darat pertama. Pelat pendingin di bagian bawah bodi menggunakan aliran udara yang lewat dan memastikan pendinginan yang merata.
Asisten Efisiensi: Dukungan Aktif Untuk Menghemat Daya
Dalam asisten efisiensi, baik pengemudi maupun co-pilot mendapat dukungan yang berguna dengan tip tentang cara terbaik untuk mengemudi di sisi mereka. Ini memberi mereka informasi tentang aliran energi, status baterai, topografi, dan bahkan tentang arah dan intensitas angin dan matahari. Zane Amiralis, Perancang Pengalaman Pengguna, berkata: “Perangkat lunak yang kami kembangkan hanya dalam 18 bulan memang memastikan bahwa pengemudi di VISION EQXX memiliki pusat kendali misi mininya sendiri. Dia bisa menggunakannya untuk ikhtisar semua data kunci di layar dan tahu: ‘Ya, VISION EQXX bisa!’”
UI/UX memiliki tampilan one-piece yang benar-benar baru yang melintasi seluruh lebar interior. Elemen UI mendukung interaksi mulus antara pengemudi dan kendaraan. Antara lain melalui kecerdasan buatan yang meniru fungsi otak manusia. Dalam VISION EQXX, Mercedes-Benz mengikuti pendekatan UI/UX yang benar-benar baru. Mesin game mengangkat grafik UI ke tingkat yang sama sekali baru. Antarmuka pengguna menunjukkan bagaimana grafik waktu nyata membuka peluang digital baru. Mereka segera bereaksi terhadap kebutuhan pengemudi dan membawa dunia nyata ke dalam kendaraan.
Pelajaran Yang Dipetik Untuk Kendaraan Seri Masa Depan
“Tujuan VISION EQXX bukan untuk membuat mobil pertunjukan lagi,” jelas Eichler. “Misinya adalah mengembangkan program teknologi yang akan mendukung transformasi menyeluruh Mercedes-Benz.” Keberanian dan kreativitas adalah suatu keharusan untuk proyek seperti ini – pada awal pengembangan, tim belum mencapai angka 1.000 kilometer. Tapi Jasmin Eichler yakin: “Di semua kendaraan masa depan, Mercedes-Benz akan mendapat manfaat dari pencapaian teknik kreatif yang membuat VISION EQXX sukses.”
