Mercedes-Benz готує понад 40 нових моделей до кінця 2027 року

До кінця 2027 року Mercedes-Benz має намір представити понад 40 нових моделей. Одночасно компанія розвиває кілька напрямків силових установок - від бензинових та дизельних гібридів до електричних приводів нового покоління та твердотільних акумуляторів. При цьому ставка зроблена не на єдину технологію для всіх автомобілів, а на модульні рішення, які можна адаптувати до різних класів машин та умов експлуатації.

В основі цієї стратегії уніфікація компонентів, цифрове моделювання та масштабування технічних рішень. Такий підхід дозволяє використовувати загальні розробки в автомобілях різних сегментів, не роблячи їх абсолютно однаковими за характеристиками. Програмна платформа Mercedes-Benz Operating System (MB.OS) об'єднує ключові системи автомобіля незалежно від типу установки.

Від комп'ютерної моделі до випробувань на дорозі

Розробка нових силових установок починається з аналізу того, як водії використовують автомобілі у повсякденному житті. Інженери враховують характер розгонів, роботу педаллю акселератора, рух автомагістралями, буксирування причепа та торкання на підйомах. На основі цих даних визначаються вимоги до потужності, моменту, що крутить, передавальним числам і алгоритмам управління.

Потім інженери перевіряють різні конфігурації за допомогою комп'ютерного моделювання. Це дозволяє оцінити поведінку силової установки до виготовлення фізичних компонентів. Наступний етап – стендові випробування під навантаженням і за різних температур. Зокрема, перевіряється, як розвивається момент, що крутить, і змінюються характеристики двигуна при нагріванні.

Тільки після цього починається перевірка автомобіля у реальних умовах. Аналогічним чином налаштовуються підвіска, гальма та кермо. Їхні характеристики повинні відповідати конкретній моделі та її силовій установці, зберігаючи звичний для Mercedes-Benz баланс комфорту, стійкості та керованості.

Бензинові та дизельні гібриди: загальна модульна основа

Для автомобілів із двигунами внутрішнього згоряння Mercedes-Benz розвиває сімейство FAME (Family of Modular Engines). У нього входять бензинові та дизельні гібридні силові установки, розраховані на застосування у моделях різних класів – від GLA до S-Class.

Одним із ключових елементів цієї системи став інтегрований стартер-генератор ISG 2.0, який допомагає знижувати витрату палива та забезпечує додаткову електричну підтримку. При цьому модульна конструкція дозволяє використовувати загальні технічні рішення в автомобілях з різними вимогами до потужності та характеристик.

У конструкції двигунів застосовуються повністю алюмінієвий блок циліндрів з технологією NANOSLIDE®, головка блоку з частково інтегрованим випускним колектором, турбокомпресор із сегментованою турбіною і байпасним каналом, що перемикається, а також компактний інтеркулер. Випускна система розташована близько до двигуна.

Додаткову уніфікацію забезпечує програмна архітектура MB.OS. Загальна основа управління дозволяє розвивати програмне забезпечення силових установок без необхідності створювати окрему архітектуру кожної моделі.

Електромобілі: 800-вольтова архітектура, що масштабується

Для повністю електричних моделей компанія розробила модульну силову архітектуру, основу якої лежать напрацювання програми VISION EQXX. Її можна адаптувати до автомобілів різних класів. Ця архітектура використовується в CLA, CLA Shooting Brake, GLB, GLA, а також у GLC та C-Class. Наступним етапом стане її поширення на більші моделі, включаючи E-Class та S-Class.

Одна з головних переваг 800-вольтової системи – можливість поєднувати високу ефективність електричного приводу зі швидкою зарядкою. Проте підсумковий результат залежить лише від напруги. Акумулятор, електропривод, система терморегулювання, зарядне обладнання та програмне забезпечення повинні працювати як єдине ціле. Завдання інженерів – скоротити втрати енергії по всьому шляху від акумуляторних осередків до коліс.

Електропривод власної розробки

Важливим елементом електричної силової установки є електропривод другого покоління EDU 2.0. Mercedes-Benz розробила його самостійно та виробляє в рамках власної мережі підприємств із випуску силових агрегатів. Система спочатку розрахована на роботу при напрузі 800 В. Це стосується не тільки приводу: переваги високовольтної архітектури використовуються і в інших системах автомобіля, включаючи компресор кондиціонера. За заявою компанії, такий підхід уперше застосовано у початковому сегменті її модельного ряду.

Для підвищення ефективності в інвертор використовується карбід кремнію. Ще одна особливість EDU 2.0 – двоступінчаста коробка передач з кулачковою муфтою. Вона дозволяє узгодити вимоги до тяги, максимальної швидкості та енергоспоживання, які важко оптимізувати одночасно за допомогою однієї фіксованої передачі. Компактні розміри електроприводу також мають практичне значення: вони дозволяють ефективніше використовувати простір задньої частини салону.

Акумулятори: менше дорогих матеріалів та більше енергії

Розробка батарей залишається одним із стратегічних напрямків Mercedes-Benz. Компанія підбирає акумуляторні технології з урахуванням особливостей конкретних автомобілів: одним моделям важливішим є запас ходу, іншим — швидкість зарядки або висока віддача потужності.

Окрім інтеграції готових рішень, Mercedes-Benz працює над власними хімічними платформами акумуляторних осередків. Основні завдання - збільшити щільність енергії, скоротити час зарядки, підвищити потужність і одночасно зменшити витрати сировини та вартість виробництва.

Один із перспективних напрямів — поєднання оксиду літію та марганцю (LMO) з оксидом нікелю, марганцю та кобальту (NMC). Такий катодний матеріал дозволяє збільшити частку марганцю та зменшити вміст нікелю та кобальту, зберігаючи баланс між енергетичними характеристиками та вартістю.

Наступний варіант - хімія LNMO, заснована на оксиді літію, нікелю та марганцю. Вона потенційно дозволяє повністю відмовитися від кобальту та використовувати значно менше нікелю, ніж сучасні осередки NMC. При цьому технологія може забезпечити високу щільність енергії та конкурентоспроможну вартість.

Важлива особливість LNMO — здатність працювати при напрузі до 5 В. За оцінкою Mercedes-Benz, порівняно з акумуляторами LFP ця хімія потенційно здатна забезпечити до 30% переваги запасу ходу при сумісній масі та об'ємі. Йдеться про перспективні можливості технології, а не про підтверджені характеристики серійних автомобілів.

Надалі компанія розраховує створювати більш компактні та легкі акумуляторні системи без зниження продуктивності. Це дасть конструкторам більше свободи під час проектування кузова та салону, а перехід до хімії з підвищеним вмістом марганцю дозволить знизити залежність від деяких критично важливих матеріалів.

Твердотільні батареї: 1205 км без підзарядки

Паралельно Mercedes-Benz розвиває твердотільні акумулятори разом із партнерами Factorial Energy та ProLogium. У співпраці з Factorial Energy вже створено літій-металеву твердотільну батарею, яку вперше випробували в реальних дорожніх умовах на експериментальному Mercedes-Benz EQS. Автомобіль подолав 1205 км від Штутгарта до Мальме без підзарядки. Цей результат демонструє потенціал технології збільшення дальності поїздок на електромобілях. Однак сам собою він ще не означає, що аналогічний запас ходу отримають серійні моделі: характеристики експериментальної машини не можна автоматично переносити на майбутні автомобілі.

Досвід Формули-1 – у серійних двигунах

Mercedes-Benz тісно співпрацює з підрозділом Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP), який знаходиться в британському Бріксворті і розробляє силові установки для Mercedes-AMG PETRONAS F1, а також для ряду клієнтських команд. Йдеться не так про пряме перенесення окремих гоночних деталей на дорожні автомобілі, як про обмін інженерними знаннями, методами розробки та досвідом швидкого вдосконалення технологій. Один із прикладів такої співпраці — електричний турбокомпресор для нового бензинового двигуна.

M 252 LS: електричний турбокомпресор та 193 кВт сумарної потужності

Mercedes-Benz удосконалила 1,5-літровий бензиновий двигун M 252, представлений роком раніше. Нова версія отримала позначення M 252 LS та розвиває 170 кВт потужності двигуна плюс 23 кВт електричної складової. За даними компанії, це найпотужніший чотирициліндровий двигун у компактному класі Mercedes-Benz.

Вперше для двигунів марки тут застосовано електричний турбокомпресор потужністю 5 кВт, що працює від бортової мережі напругою 48 В. Технологія заснована на рішеннях, які Mercedes-AMG PETRONAS F1 використовувала та удосконалювала протягом багатьох років. Електричний привід турбокомпресора допомагає швидше нарощувати тиск наддуву та покращує відгук двигуна у всьому діапазоні обертів. Це має зробити розгін енергійнішим, одночасно знижуючи витрату палива. Система також дозволяє перетворювати частину енергії вихлопних газів на електричну.

У Mercedes-Benz GLB 250 з новим двигуном M 252 LS розгін, за даними виробника, займає приблизно на 0,1 з менше ніж у GLB 250 попереднього покоління з двигуном M 260. При цьому викиди CO₂ знижено приблизно на 17%.

Для зменшення вібрацій у конструкції з'явилися два додаткові балансирні вали Ланчестера. Вони повинні забезпечити більш плавну роботу двигуна.

Що це означає для майбутніх моделей Mercedes-Benz

Плани представити понад 40 нових моделей до кінця 2027 року вимагають від Mercedes-Benz не лише прискорення розробки автомобілів, а й створення технічної основи, яку можна використовувати у різних сегментах.

Компанія одночасно удосконалює гібридні двигуни, розвиває високовольтні електричні приводи, досліджує нові хімічні склади акумуляторів та зазнає твердотільних батарей. При цьому частина технологій вже застосовується у конкретних моделях, тоді як інші поки що залишаються на стадії досліджень та випробувань.

Загальний принцип цієї стратегії використовувати модульні рішення там, де це виправдано, зберігаючи можливість адаптувати характеристики до призначення автомобіля. Найближчими роками саме поєднання різних силових установок, акумуляторних технологій та програмних систем має стати основою оновлення модельного ряду Mercedes-Benz.