Rozwój przyszłych koncepcji napędu korzysta i nadal ma korzystać z doświadczenia zdobytego w ramach ścisłej współpracy z ekspertami Formuły 1 z fabryki silników Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) oraz zespołem F1 Mercedes-AMG Petronas. W 2021 r. współpraca ma zostać jeszcze bardziej zintensyfikowana – co znajdzie odzwierciedlenie m.in. w aktywnościach w motorsporcie.

Jednak wzajemny transfer know-how pozwalać ma przede wszystkim budować fascynujące modele AMG, takie jak hipersamochód Project ONE, który niemal 1:1 przenosi hybrydową technikę Formuły 1 na drogi. A jeszcze w tym roku zadebiutować mają kolejne zelektryfikowane modele Mercedes-Benz.

Nowa strategia napędów opiera się na dwóch filarach: z jednej strony na hybrydach o wysokich osiągach, dysponujących zupełnie niezależną koncepcją napędu pod szyldem E PERFORMANCE. Drugi filar tworzą akumulatorowo-elektryczne wersje AMG oparte na nowej architekturze Mercedes Electric Vehicle Architecture (EVA) dla samochodów klas luksusowej i premium. Szeroko zakrojone modyfikacje napędu, podwozia, designu oraz wyposażenia zapewnić mają typowe dla AMG emocjonujące wrażenia z jazdy – nawet w przypadku napędu w 100% elektrycznego.

Niezależna strategia zespołu napędowego E PERFORMANCE opiera się na naczelnej zasadzie, która brzmi: jeszcze bardziej zwiększyć charakterystyczne dla marki osiągi i dynamikę jazdy, a jednocześnie uzyskać wysoki poziom efektywności. Wzrost mocy wynikający z zastosowania dodatkowego silnika elektrycznego pozwolił projektantom poprawić efektywność całego pojazdu i obniżyć emisje spalin oraz zużycie paliwa. Specyficzna architektura pojazdu oferuje również dodatkowe korzyści wynikające z jazdy w trybie całkowicie elektrycznym oraz możliwości ładowania akumulatora z zewnątrz. W przyszłości elektryfikacja ma pomóc też utrzymać wysoki poziom osiągów AMG, a nawet go „przebić” – również w przypadku mniejszych silników spalinowych.

Jako hybryda o wysokich osiągach, modułowa koncepcja AMG łączy 8- lub 4-cylindrowy silnik AMG z synchronicznym silnikiem elektrycznym z magnesami trwałymi, a także z opracowanym w Affalterbach wysokowydajnym akumulatorem oraz w pełni zmiennym napędem na wszystkie koła AMG Performance 4MATIC+. Silnik elektryczny (o mocy do 150 kW/204 KM i momencie obrotowym 320 Nm, w zależności od serii modelowej) jest umieszczony przy tylnej osi i zintegrowany z elektrycznie przełączaną dwubiegową przekładnią oraz elektronicznie sterowaną blokadą tylnego mechanizmu różnicowego; całość tworzy kompaktowy moduł EDU (Electric Drive Unit – elektryczny zespół napędowy). Eksperci określają ten układ jako hybrydę P3. Także lekki, wysokowydajny akumulator znajduje się z tyłu, nad osią. Taka konstrukcja zapewniać ma liczne korzyści, zwłaszcza w przypadku samochodów sportowych i modeli o wysokich osiągach.

• Silnik elektryczny konstrukcji AMG bezpośrednio napędza tylną oś (bez udziału przekładni AMG SPEEDSHIFT MCT-9G), a w razie poślizgu może na krótko przekazać siłę napędową na przednie koła. To rezultat mechanicznego połączenia w pełni zmiennego napędu obu osi za pomocą wału Kardana i przednich półosi.
• Elektronicznie sterowana blokada tylnego dyferencjału może – w zależności od sytuacji – optymalnie rozdzielać moment obrotowy pomiędzy tylnymi kołami. W rezultacie hybrydowy samochód ma być w stanie jeszcze zwinniej przyspieszać na wyjściu z zakrętu.
• Koncepcja AMG oferuje bardzo wysoką wydajność rekuperacji – układ w zasadzie dopuszcza jedynie minimalne straty mechaniczne i hydrauliczne silnika oraz przekładni. Można go zastosować w różnych seriach modelowych, co ma zapewniać elastyczność w zakresie elektryfikacji gamy AMG.
• Zautomatyzowana dwubiegowa skrzynia przy tylnej osi ze specjalnie dobranymi przełożeniami zapewniać ma odpowiednią rozpiętość, od dostarczania wysokiego momentu obrotowego na potrzeby sprawnego ruszenia aż po konsekwentnie generowane osiągi przy wyższych prędkościach. Elektryczny siłownik załącza 2. bieg najpóźniej po przy ok. 140 km/h, co odpowiada maksymalnej prędkości silnika elektrycznego ok. 13 500 obr./min.

Rozwój litowo-jonowego modułu magazynowania energii rozpoczął się w 2016 r. i był inspirowany technikami, które sprawdziły się w hybrydowych bolidach Formuły 1 Mercedes-AMG Petronas. Akumulator AMG High Performance łączy w sobie wysoką moc, z której można wielokrotnie i często korzystać, z niską masą. Do tego dochodzi szybkie pochłanianie energii i duża gęstość mocy. Oznacza to na przykład, że podczas szybkiej jazdy w górzystym terenie można wykorzystać pełen potencjał mocy na podjazdach, a na zjazdach bez ograniczeń odzyskiwać energię.

Mercedes-AMG wprowadza na rynek wariant akumulatora o wewnętrznej nazwie HPB80, o pojemności 6,1 kWh, ciągłej mocy 70 kW i mocy szczytowej 150 kW (przez 10 s). Bateria waży 89 kg, dzięki czemu osiąga gęstość mocy na poziomie 1,7 kW/kg. Konwencjonalne akumulatory bez bezpośredniego chłodzenia ogniw uzyskują około połowę tej wartości. Ze względu na skalowalność baterii z zasady możliwe są dalsze etapy elektryfikacji. W tym celu badane są wymagania dla poszczególnych segmentów.

Za pomocą prawego przycisku na kierownicy AMG kierowca może wybierać spośród czterech różnych poziomów mocy rekuperacji – od zachowania podobnego do samochodu z konwencjonalnym silnikiem spalinowymi manualną skrzynią biegów, gdy moc rekuperacji jest bardzo niska, a pojazd po zwolnieniu pedału gazu toczy się z najmniejszym możliwym oporem (przydatne na torze wyścigowym), aż po najwyższy możliwy odzysk energii z funkcją jazdy „jednym pedałem”.

Równolegle z opracowywaniem 8-cylindrowych hybryd rozwijany jest wariant hybrydowy w połączeniu z 4-cylindrowym silnikiem AMG z turbodoładowaniem. Jednostka o pojemności 2,0 l (wewnętrzne oznaczenie M 139) była do tej pory poprzecznie montowana w kompaktowych modelach o wysokiej mocy. Jako wariant E PERFORMANCE ma być stosowana również w innych przyszłych seriach modelowych Mercedes-AMG – tyle że po gruntownej przebudowie, w układzie wzdłużnym, a jej parametry wydajności mają ponownie znacznie wzrosnąć. Inżynierowie AMG dążą do tego, aby ewolucja silnika M 139 po raz kolejny „przebiła” rekord poziomu mocy uzyskiwanej z 1 l pojemności wśród 4-cylindrowych jednostek seryjnych.

Największą innowacją jest elektryczna turbosprężarka, która po raz pierwszy znajdzie zastosowanie w pojeździe seryjnym. Technika ta pochodzi bezpośrednio z Formuły 1 i nosi nazwę MGU-H (Motor Generator Unit Heat).Z identycznego rozwiązania korzysta już hipersamochód Mercedes-AMG Project ONE. Elektryczna turbosprężarka spalinowa rozwiązuje konflikt celów pomiędzy małą, szybko reagującą turbosprężarką, która jednak osiąga stosunkowo niską wydajność, a dużą turbosprężarką, która z kolei reaguje z opóźnieniem.

Kluczowe jest tu zastosowanie silnika elektrycznego o szerokości 4 cm bezpośrednio na wałku turbosprężarki (wałku sprężarki), pomiędzy wirnikiem turbiny a wirnikiem sprężarki. Bezpośrednio napędza on wałek turbosprężarki, „rozkręcając” wirnik sprężarki. Elektryfikacja turbosprężarki ma znacznie poprawiać jej reakcje na biegu jałowym oraz w całym zakresie prędkości obrotowych silnika, a przy tym umożliwiać uzyskiwanie wyższego momentu obrotowego przy niskich obrotach. Nawet gdy kierowca zdejmie nogę z pedału gazu lub wciśnie hamulec, elektryczna turbosprężarka ma być w stanie przez cały czas utrzymać ciśnienie doładowania, zapewniając ciągłą bezpośrednią reakcję.

Cztero- i ośmiocylindrowe hybrydy o wysokich osiągach są również wyposażone w alternator zintegrowany z rozrusznikiem z napędem pasowym (RSG), łączący alternator i rozrusznik w jeden moduł i wytwarzający moc 10 kW (14 KM). Uruchamia on silnik spalinowy i zapewnia podstawowe zasilanie jednostek pomocniczych, takich jak klimatyzacja lub światła drogowe, np. podczas postoju, gdy poziom naładowania wysokonapięciowego akumulatora nie będzie wystarczający do podtrzymania niskonapięciowej pokładowej instalacji elektrycznej.

Ponadto Mercedes-AMG pracuje nad samochodami o wysokich osiągach z napędem całkowicie akumulatorowo-elektrycznym. Ekskluzywne, zindywidualizowane i udoskonalone pod względem osiągów modele AMG są obecnie budowane na podstawie nadchodzących elektrycznych modeli Mercedes-EQ. Ich wprowadzanie na rynek ma rozpocząć się jeszcze w tym roku.

Pierwsze elektryczne modele AMG z zasilaniem akumulatorowym bazują na nowej, elektrycznej architekturze Mercedes-EQ. Pojazdy te są gruntownie modernizowane w Affalterbach, zarówno od strony technicznej (napęd, podwozie, hamulce, dźwięk), jak i wizualnej (wygląd nadwozia, projekt kabiny, wyposażenie). Będą one ambasadorami nowej ery w segmencie aut o wysokich osiągach (modele AMG z serii 43 i 53), a ich grupy docelowe mają stanowić klienci, którzy przywiązują dużą wagę do innowacyjnej elektromobilności, lecz nie chcą rezygnować ze sportowych osiągów i prowadzenia.

Źródło: Daimler