곧 출시될 Mercedes-Benz CLA 파워트레인은 전기 및 48V 하이브리드 옵션을 제공합니다.

앞으로 메르세데스-벤츠 고객은 다가올 차량 아키텍처에서 두 가지 혁신적인 파워트레인 중에서 선택할 수 있는 옵션이 제공됩니다. 다가올 CLA는 고효율 전기 자동차와 경제적인 하이브리드로 제공될 예정입니다.

메르세데스-벤츠는 VISION EQXX 기술 플랫폼으로 효율성에 대한 새로운 기준을 설정했습니다. 이제 이 회사는 이 프로젝트의 통찰력을 시리즈 생산 차량에 통합하고 있습니다. 선두를 달리는 것은 메르세데스-벤츠 모듈러 아키텍처(MMA)를 기반으로 하는 첫 번째 모델인 새로운 순수 전기 CLA입니다.

이 다재다능하고 유연한 차량 아키텍처의 핵심은 스케이트보드 섀시입니다. 이는 주로 전기 자동차용으로 설계된 바닥 조립품으로, 해당 구동 및 섀시 구성 요소를 포함합니다. 핵심 아키텍처는 일관되게 유지되지만 차체 디자인은 다양합니다. 미국의 경우 Mercedes-Benz는 새로 정의된 엔트리 레벨 세그먼트에서 총 3가지 모델로 구성된 제품군을 계획하고 있으며, 여기에는 4도어 세단인 CLA와 2가지 SUV가 포함됩니다.

메르세데스-벤츠는 다른 세그먼트의 미래 모델 패밀리를 위해 확장 가능한 스케이트보드 디자인으로 지능형 모듈성을 계속 활용할 것입니다. 전기 주행과 차량 소프트웨어에 중점을 두고 있는 이 회사는 이러한 분야에서 개발 노력을 엄청나게 늘렸습니다. 여기에는 브랜드의 미래 전기 자동차를 위한 셀과 배터리 개발을 전담하는 역량 센터인 슈투트가르트-운터튀르크하임에 최근 eCampus를 오픈한 것이 포함됩니다. 목표는 혁신적인 화학 조합을 개발하고 메르세데스-벤츠 DNA를 갖춘 고성능 셀의 생산 공정을 최적화하여 향후 몇 년 동안 배터리 비용을 30% 이상 절감하는 것입니다.

새로운 MMA 모델의 개발 및 테스트의 일부는 Electric Software Hub(ESH)에서 이루어졌습니다. Sindelfingen에 있는 Mercedes-Benz Technology Centre(MTC)의 이 시설은 수많은 소프트웨어, 하드웨어, 시스템 통합 및 테스트 기능을 하나의 지붕 아래에 모았습니다. 차량 개발의 전체 전기/전자 통합 프로세스는 ESH에 반영되어 모든 새로운 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 원활하게 상호 작용하도록 보장합니다.

최초의 MMA 모델. 뛰어난 에너지 효율성을 갖춘 매우 유연한 MMA 아키텍처는 메르세데스-벤츠가 완전 전기 미래를 향한 다음 단계를 보여줍니다. Electric Drive Unit(EDU 2.0)은 메르세데스-벤츠의 새로운 세대 전기 구동 장치의 첫 번째 제품으로, 고도로 통합된 모듈형 시스템으로 설계되었습니다.

최적의 견인력과 핸들링을 위해 리어 액슬에 메인 드라이브를 장착한 Mercedes‑Benz는 이제 중형 및 고급 차량에서 전통적으로 볼 수 있었던 드라이브 구성을 엔트리 레벨 세그먼트에 도입합니다. 리어 액슬에 영구 여기 동기식 기계(PSM)를 탑재한 200kW 전기 드라이브 장치는 Mercedes-Benz 엔지니어가 전적으로 사내에서 개발했습니다.

로터 자석은 이중 V자 모양으로 배열되어 있습니다. 또 다른 특징은 늘어난 코일로 스테이터를 감는 것입니다. 이러한 조치는 함께 놀라울 정도로 조용한 주행 경험에 기여합니다. PSM은 또한 이전 모터 세대보다 훨씬 적은 희토류 재료를 사용하여 무거운 희토류의 비율을 거의 0%로 줄였습니다. 고성능 전력 전자 장치는 특히 효율적인 에너지 활용을 위한 실리콘 카바이드 인버터를 특징으로 합니다.

이 아키텍처에는 또한 리어 액슬에 11단 기어박스가 포함되어 있어 역동성과 효율성이 조화를 이룹니다. 1:5의 짧은 비율을 가진 1단 기어는 처음부터 뛰어난 가속력과 도시 주행에서 뛰어난 효율성을 제공합니다. 210단 기어(기어 비율: 130:XNUMX)는 고속에서 동력 전달과 고속도로에서 높은 효율성을 위해 최적화되어 최대 XNUMXkm/h(XNUMXmph)의 최고 속도를 낼 수 있습니다.

변속 지점은 주행 상황과 선택한 주행 프로그램에 따라 달라집니다. 온라인 최적화 프로그램은 배터리 SoC, 성능 및 운전자 요구 사항과 같은 현재 매개변수에 맞게 지속적으로 조정합니다. 견인력은 발톱(1^st 기어) 또는 디스크(2^nd

기어). 변속기에는 특수한 열 절연 장치가 있습니다.

4MATIC 모델은 전면 차축에 80kW 전기 모터를 장착합니다. 효율성을 극대화하기 위해 이 모터는 실리콘 카바이드(SiC)를 사용한 차세대 인버터를 통합하고 영구 동기식 기계(PSM)로 설계되었습니다. 전면 전기 모터는 해당 전력 또는 견인력이 필요할 때만 작동하는 부스트 드라이브 역할을 합니다. 이 작업은 Mercedes-Benz가 컴팩트 클래스에서 처음으로 사용하는 분리 장치(DCU)에서 수행합니다. 효율성을 더욱 높이기 위해 DCU는 수요가 낮을 때 번개처럼 빠르게 전면 차축의 전기 모터를 분리하여 전기 모터와 변속기의 일부가 정지 상태가 되도록 할 수 있습니다. 이를 통해 전면 차축 손실을 90% 줄이고 범위를 늘립니다. Concept CLA Class의 경우 이는 750kWh/466km(12mi/kWh)의 에너지 소비로 100km(5.2마일) 이상의 범위에 해당합니다.

이 고효율 시스템은 또한 프레임의 미리 정해진 굽힘 지점을 통해 높은 수준의 충돌 안전을 보장하는 동시에 전면 트렁크(프렁크)를 허용합니다. EDU는 두 개의 엘라스토머 베어링 레벨과 추가 지지 프레임을 통해 차체에 연결됩니다. 이 정교한 이중 구조 전달 소음 분리는 무엇보다도 우수한 NVH(소음, 진동 및 거칠음) 거동을 가져옵니다.

고성능 전력 전자 장치에는 특히 효율적인 에너지 활용을 위해 실리콘 카바이드(SiC) 인버터가 장착되어 있습니다. 변속기 제어와 인버터는 모두 단일 구성 요소로 통합되어 있습니다. 구동 장치는 Mercedes‑Benz가 수년에 걸쳐 많은 혁신적인 구동 시스템을 개발한 Untertürkheim에서 제작되었습니다.

EDU 2.0은 최대 토크, 최고 속도, 모범적인 효율성 간의 균형을 이루며, 특히 실제 주행 조건에서 그렇습니다. 높은 토크는 산길을 달리거나 트레일러를 견인하든 역동적인 주행 성능을 보장합니다. 또 다른 장점은 EDU 2.0의 매우 컴팩트한 디자인으로, 내부 치수와 뒷 트렁크 용량에 도움이 됩니다.

메르세데스-벤츠는 처음으로 800볼트 전기 아키텍처를 도입하여 효율성과 성능을 극대화합니다. 이 시스템은 새로운 배터리 세대와 함께 충전 시간을 크게 줄일 수 있습니다. Concept CLA Class는 단 10분 만에 DC 고속 충전을 사용하여 최대 300km(186마일)의 주행 거리를 얻을 수 있습니다. 시간 효율성에 초점을 맞춘 CLA는 이미 기록적인 시도에서 다른 생산에 가까운 전기 자동차를 앞지르고 있습니다. 이탈리아 남부의 나르도에서 24시간 동안 시운전을 한 결과, 시리즈 이전 모델은 3,717시간 동안 정확히 2,309km(24마일)를 주행했습니다. 리어 액슬의 주 구동 장치에 있는 XNUMX단 변속기는 효율성에 기여할 뿐만 아니라 매우 역동적인 주행 성능도 가능하게 합니다.

사용 가능한 에너지 함량이 총 85kWh인 프리미엄 배터리의 셀은 흑연에 산화규소를 첨가한 애노드를 가지고 있습니다. 기존 흑연 애노드를 사용한 이전 배터리와 비교했을 때 중량 에너지 밀도는 최대 20% 더 높습니다. 셀 수준에서 셀 화학의 체적 에너지 밀도는 680Wh/l(와트시/리터)입니다. 원자재 사용량은 지속 가능성을 향상시키기 위해 더욱 최적화되고 감소되었으며, 특히 코발트 비율이 상당히 감소했습니다.

하이브리드 버전. 새로운 모델 패밀리는 48볼트 기술과 변속기에 통합된 20kW 구동력의 전기 모터를 갖춘 하이브리드로도 출시될 예정입니다. 고효율 구동계는 독일의 메르세데스-벤츠 엔지니어가 개발했습니다.

모터와 기어박스 디자인의 인상적인 컴팩트함은 실린더의 근접성과 통합 전기 모터의 나란히 배열에 기인할 수 있습니다. 모터, 인버터, 변속기는 함께 고도로 통합된 장치를 형성합니다. 리튬 이온 기술이 적용된 새롭게 개발된 48볼트 배터리는 최대 1.3kWh의 에너지 함량을 제공합니다. 이 디자인은 배터리 셀과 DC/DC 컨버터를 플랫 팩이라고 알려진 것으로 통합하여 매우 컴팩트합니다.

전기 모터는 저속 범위에서 지능형 지원을 제공합니다. 정속 프로파일은 전기적으로 적용되므로 이 작동 모드는 비효율적인 작동을 제거합니다. 회복 및 도시 속도에서 순수 전기로 주행할 수 있는 기능은 구동계의 효율성을 향상시킵니다. 또한 최대 약 100km/h(62mph)의 속도에서 전기 코스팅이 가능합니다. 특별한 기능: 엔진은 25단 기어 모두에서 회복하여 최대 XNUMXkW의 에너지를 회수할 수 있습니다.

연소 엔진과 전기 모터의 가산 토크 특성으로 인해 광범위한 속도 범위에서 최대 토크가 달성됩니다. 또한 연소 엔진은 전기 모터와 분리 클러치를 통해 완전히 시동할 수 있어 기존 피니언 스타터가 필요 없습니다. 스타트-스톱 기능은 운전자가 엔진 시동을 거의 알아차리지 못하게 합니다.

전기 모터와 인버터는 새로운, 매우 컴팩트한 8단 듀얼 클러치 변속기(XNUMXF-eDCT)에 통합되어 있습니다. 이 개발은 전기 모터가 변속기에 통합되어 있고 기계 시스템이 전기 유압식으로 제어되기 때문에 eDCT로 알려져 있습니다. 전기 모터는 두 개의 듀얼 클러치 라인을 모두 작동시킵니다. 전원은 두 개의 구동 클러치와 분리 클러치의 도움으로 연결 및 분리됩니다. XNUMX단 기어 변속 단계의 비율이 널리 퍼져 있어 엔진 작동 지점을 최적화하여 더 나은 효율성을 얻을 수 있습니다.

연소 엔진은 배기량 1.5L의 새로 개발된 메르세데스-벤츠 252기통 가솔린 엔진입니다. M XNUMX라는 유형 명칭이 있는 장치는 광범위한 차량 응용 분야에 맞게 설계된 FAME(Family of Modular Engines) 제품군에 속합니다. FAME 엔진 제품군의 공통적인 특징으로는 NANOSLIDE 기술이 적용된 전 알루미늄 크랭크케이스, 부분적으로 통합된 매니폴드가 있는 실린더 헤드, 전환식 스크롤 연결이 있는 세그먼트 터빈이 있는 터보차저가 있습니다. 다른 주요 특징으로는 컴팩트한 차지 에어 덕트와 미래의 배기 배출 표준에 대비한 원박스 디자인으로 엔진에 가깝게 배치된 배기 시스템이 있습니다.

M 48에서 채택한 256V 기술의 전기 냉매 압축기 개념은 마찰력을 줄이고 정지 상태에서 전기로만 작동하는 경우에도 차량을 에어컨으로 조절할 수 있게 해줍니다.

하이브리드 구동계는 미국에서 출시될 때 140kW 출력과 20kW의 전기 구동 전력을 결합해 제공됩니다. 엔진의 배기량이 1,496cmXNUMX인 것을 감안하면³ (91.1 인치³), 이는 리터당 상당한 출력을 나타냅니다. 구매자는 전륜구동과 4MATIC 사륜구동 중에서 선택할 수 있습니다.

효율성의 이유로, 가솔린 엔진은 밀러 사이클을 기반으로 한 연소 과정을 사용하여 연료 소비를 낮게 유지합니다. 특히 부분 부하 범위에서는 일상적인 사용에서 매우 일반적인 주행 시나리오입니다. 흡기 밸브를 비교적 일찍 닫으면 스로틀 손실이 줄어들고 12:1의 높은 압축비가 가능합니다.

새로운 엔진-변속기 유닛은 크기가 작고 스티어링 너클 사이에 차량에 가로로 설치됩니다. 주요 장점은 뛰어난 NVH(소음, 진동, 거칠음) 성능입니다. M 252 엔진은 자연스럽게 이점이 있는데, 메르세데스-벤츠는 XNUMX개 대신 XNUMX개의 실린더를 사용하기 때문입니다. 또한 엔진에는 소음 배출을 최소화하기 위한 폼과 커버로 구성된 포괄적인 NVH 패키지가 장착되어 있습니다.

상위 차량에 널리 적용되는 이중 격벽 단열 개념이 A 필러 측면과 바닥 영역까지 확장되어 더욱 조용한 운행이 가능합니다.

출처 녹색 자동차 의회