Mercedes Vision EQXX 1.000 km Reichweite

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Mit einem cW-Wert von 0,17 und 95% Wirkungsgrad erreicht der Vision EQXX eine Reichweite von 1.000 km

 

 Reichweite und Effizienz sind im Zeitalter der Elektromobilität maßgebliche Faktoren. Elektroautos mit großer Reichweite eignen sich auch für lange Strecken und damit für ausgedehnte Roadtrips. Das steigert einmal mehr ihre Akzeptanz. Eine hohe Effizienz erlaubt es außerdem, eine kleinere und damit leichtere Batterie zu verwenden, um mit weniger mehr zu erreichen. Mercedes-Benz leistet dabei Pionierarbeit, was der EQS als aktueller Reichweitenspitzenreiter beispielhaft zeigt. In einem Test des renommierten amerikanischen Automobil-Informationsdienstes Edmunds legte ein EQS 450+ mit 333 PS  mit einer Akkuladung 422 Meilen (679 km) zurück. Das sind 77 Meilen (124 km) mehr als jedes andere zuvor getestete Elektroauto.

Mit dem VISION EQXX geht Mercedes-Benz jetzt den nächsten Schritt. Entsprechend interner, digitaler Simulationen ist davon auszugehen, dass der Technologieträger in realem Straßenverkehr mit einer einzigen Batterieladung über 1.000 Kilometer weit fahren wird. Damit würde er in punkto Reichweite ein neues Level erreichen. Neben der Effizienzsteigerung waren Ressourcenschonung und bestmögliche Umweltverträglichkeit gleichberechtigte Entwicklungsziele. Deshalb wählten die Mercedes-Benz Ingenieure einen ganzheitlichen Ansatz. Angefangen bei der Verbesserung aller Komponenten des hochmodernen elektrischen Antriebsstrangs sowie der Verwendung von Leichtbauwerkstoffen und nachhaltigen Materialien. Hinzu kommen weitere Effizienzmaßnahmen, von den extrem rollwiderstandsarmen Reifen über die ausgefeilte Aerodynamik (cW 0.17) bis hin zum Einsatz modernster Software. Das Ergebnis: Der VISION EQXX überwindet die bisherigen technologischen Grenzen und setzt den neuen Maßstab für Energieeffizienz.

Weniger CO2 ab Produktion

Mit dem VISION EQXX eröffnet Mercedes-Benz neue Wege. Das Forschungsfahrzeug steht für einen mutigen und dennoch absolut realistischen Schritt in die Zukunft der Elektrofahrzeug-Technologie. Zusätzlich zu seiner herausragenden Energieeffizienz im Fahrbetrieb bietet der Technologieträger auch sinnvolle Antworten auf andere drängende Fragen. So wird beispielsweise der CO2-Fußabdruck durch die Verwendung von nachhaltigen Materialien erheblich reduziert. Das UI/UX besitzt ein völlig neues, einteiliges Display, das sich über die gesamte Innenraumbreite erstreckt. Elemente der Benutzeroberfläche unterstützen die nahtlose Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug. Unter anderem durch Künstliche Intelligenz (KI), die die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachahmt. Der softwaregesteuerte Entwicklungsprozess revolutioniert die Art und Weise, wie Elektroautos künftig entwickelt werden.

Der VISION EQXX ist das Ergebnis eines umfassenden Programms, das eine Blaupause für die Zukunft des Automobilbaus liefert. Viele der innovativen Entwicklungen werden bereits in die Produktion integriert, einige davon auch bei der nächsten Generation des MMA, der Modularen Architektur für Kompakt- und Mittelklassefahrzeuge von Mercedes-Benz.

Vision EQXX: Ein Auto mit einer Mission – der effizienteste Mercedes-Benz, der je gebaut wurde

Die Keyfacts dazu:

#EnergyWizard: Effizienzsteigernde Maßnahmen führen zu einem hervorragend niedrigen Verbrauch von weniger als 10 kWh pro 100 km.

#ElectricDrive: Das radikal neue, von Mercedes-Benz entwickelte Antriebskonzept erreicht einen Benchmark-Wirkungsgrad von 95 Prozent von der Batterie bis zu den Rädern.

#RangeBuster: Mehr als 1.000 km mit einer einzigen Batterieladung auf öffentlichen Straßen ermöglichen entspannte Langstreckenfahrten.

#EnergyDensity: Know-how aus der Formel 1 half den Batterie-Experten dabei, den Energiespeicher des EQXX auf ein extrem kompaktes Format zu komprimieren. Das Batteriepaket des VISION EQXX speichert annähernd 100 kWh Energie bei 50 Prozent weniger Volumen und 30 Prozent weniger Gewicht als das in dieser Hinsicht bislang weltbeste Batteriepaket des EQS.

#AeroChamp: Herausragende Arbeit in den Bereichen Aerodynamik und Exterieur-Design ermöglicht einen Benchmark-Luftwiderstandsbeiwert von 0,17.

#Sustainable Materials: Innovative recycelte und pflanzliche Materialien vermeiden Abfall auf Deponien und verringern den CO2-Fußabdruck.

#BionicEngineering: Inspiriert von natürlichen Formen und in Zusammenarbeit mit innovativen Start-ups setzten die Ingenieure fortschrittliche digitale Tools ein, um das Gewicht zu verringern und Abfall zu reduzieren. Mit Hilfe von 3D-Druck konnten sie überschüssiges Material einsparen.

#SolarPower: Ultradünne Dachpaneele speisen das Batteriesystem und sorgen für bis zu 25 km zusätzliche Reichweite pro Tag (derzeit ist die Sonnenenergie nur für die Nebenverbraucher nutzbar).

#RollingEfficiency: Reifen mit extrem geringem Rollwiderstand und verbesserter aerodynamischer Geometrie sorgen in Kombination mit leichten Magnesiumrädern für mehr Reichweite.

#BrakingLightly: Leichte Bremsscheiben aus einer Aluminiumlegierung helfen, das Gewicht des VISION EQXX zu reduzieren.

Mercedes Vision EQXX Daten
technische Daten Vision EQXX

Effizienz ist die neue Währung

Bei einer Leistung von bis zu 150 kW sorgt der hocheffiziente elektrische Antriebsstrang des VISION EQXX für überragende Ausdauer auf Langstrecken. Der Prototyp ist mehr als die Summe seiner Teile. Er ist ein ingenieurtechnisches Gesamtkunstwerk. Das Team verfolgte das klare Ziel, einen elektrischen Antriebsstrang zu entwickeln, der eine einmalige Kombination aus Effizienz, Energiedichte und Leichtbau aufweist. Dafür steht vor allem eine Zahl: 95 Prozent Effizienz. Das bedeutet, dass bis zu 95 Prozent der in der Batterie gespeicherten Energie an den Rädern ankommt. Zum Vergleich: Bei einem Fahrzeug mit einem effizienten Verbrennungsantrieb sind es etwa 30 Prozent, bei einem durchschnittlichen (menschlichen) Langstreckenläufer etwa 50 Prozent.

Das elektrische Antriebssystem im VISION EQXX ist eine eigenständige Einheit aus Elektromotor, Getriebe und Leistungselektronik mit einer neuen Generation von Siliziumkarbiden (SiC kommt auch beim MMA zum Einsatz). Der Wechselrichter basiert auf dem des kommenden Mercedes-AMG Project ONE Hypercars.

Mercedes Vision EQXX EATS
95% Wirkungsgrad: Vision EQXX E-Motor mit SiC Leistungselektronik

Batterieentwicklung auf neuem Niveau in Zusammenarbeit mit Mercedes HPP

Für den VISION EQXX hat Mercedes-Benz zusammen mit dem HPP-Team ein völlig neues, kompaktes und leichtes Batteriepaket entwickelt, das eine bemerkenswerte Energiedichte von knapp 400 Wh/l erreicht. Dieser Benchmark-Wert ermöglichte es, eine Batterie mit annähernd 100 kWh nutzbarer Energie platzsparend zu verbauen.

„Wir haben die Energie des EQS in die Abmessungen eines Kleinwagens gepackt“, sagt Adam Allsopp, Advanced Technology Director bei HPP. „Die Batterie hat fast die gleiche Energiemenge wie der Akku des EQS, ist aber nur halb so groß und 30 Prozent leichter. Bei der Entwicklung des Batteriemanagementsystems und der Leistungselektronik wurde größter Wert auf die Verringerung von Verlusten gelegt. Bei der Erreichung dieses Effizienzmeilensteins haben wir viel gelernt, das in künftige Entwicklungsprogramme einfließen wird.“

Die Chemie der Anoden hat ebenfalls großen Anteil an der gesteigerten Energiedichte. Ihr höherer Siliziumgehalt und ihre Zusammensetzung erlauben es, wesentlich mehr Energie zu speichern als die bisher verfügbaren Anoden. Ein weiterer Vorteil, der die beeindruckende Energiedichte ermöglicht, ist der hohe Integrationsgrad des Batteriepacks. Diese Plattform, die gemeinsam von Mercedes-Benz F&E und HPP entwickelt wurde, schafft mehr Platz für die Zellen und reduziert das Gesamtgewicht. Mehr Raum für die Zellen bringt auch das separate Fach für die elektrischen und elektronischen Komponenten (EE), die so genannte OneBox, die außerdem Vorteile beim Ein- und Ausbau bietet. Zusätzlich enthält die OneBox neuartige Sicherheitsvorrichtungen mit energieeffizientem Betrieb. Sie verbrauchen deutlich weniger Energie als die entsprechenden Komponenten in aktuellen Serien-Elektrofahrzeugen.

Die Batterie verfügt außerdem über ein so genanntes aktives Zellbalancing. Es gewährleistet, dass die Energie während der Fahrt gleichmäßig aus den Zellen entnommen wird, was die Systemeffizienz nochmals erhöht. Insgesamt wiegt die Batterie rund 495 Kilogramm, einschließlich der OneBox.

Cooling-on-Demand bringt bis zu 20 km Reichweite

Diese innovative Lösung beruht auf dem Mercedes-Benz „cooling-on-demand“-Konzept, das für den VISION EQXX weiterentwickelt wurde. So ist in allen Betriebszuständen eine optimale Kühlung gewährleistet. Da der elektrische Antrieb dank seines hohen Wirkungsgrads nur wenig Abwärme entwickelt, konnte das Wärmemanagementsystem des Technologieträgers sehr kompakt und leicht gehalten werden. Das perfekt abgestimmte Zusammenspiel von Luftklappen, Kühlmittelventilen und Wasserpumpen sorgt dafür, dass der Triebstrang inklusive Leistungselektronik stets im optimalen Temperaturfenster arbeitet. Und das bei minimalem Energieverbrauch. Ursache dafür ist die effektive Kombination des Luftstrommanagementsystems mit einer Kühlplatte, die im Unterboden des Fahrzeugs platziert ist und den Luftstrom an dieser Stelle nutzt.

Dieses Kühlelement ist die aerodynamisch effizienteste Lösung, um den Temperaturhaushalt des Antriebsstrangs zu regulieren. Unter normalen Bedingungen kann es die Reichweite des Fahrzeugs um bis zu 20 Kilometer steigern. Nur bei sehr hohen Außentemperaturen oder dynamischer Fahrweise schaltet das Kühlsystem einen Gang höher. Die normalerweise geschlossenen Klappen an der Front des VISION EQXX öffnen sich bei höheren Temperaturen und leiten über ein Luftführungssystem zusätzliche Kühlluft ein. Die Einlässe sind entlang der Hochdruckzone des vorderen Stoßfängers angeordnet. Die Auslässe befinden sich in den Niederdruckzonen auf der Motorhaube.

Vorteil dieser bedarfsgesteuerten Kühlung: Bei geschlossenen Klappen bleibt der cW-Wert unverändert niedrig, was die meiste Zeit der Fall ist. Bei geöffneten Klappen steigt der Luftwiderstandsbeiwert nur um sieben Punkte (0,007). Falls das Fahrzeug im Stand gekühlt werden muss, schaltet sich ein zusätzliches Kühlgebläse ein (Thermoeffizienzmodus).

Die Wärme halten – eine Wärmepumpe nutzt Umgebungs- und Abwärme

Die innovative Wärmepumpe des VISION EQXX nutzt die vom Antriebssystem erzeugte und in der Außenluft vorhandene Wärme für die Beheizung des Innenraums. Dank ihres hervorragenden Wirkungsgrads kann sie die Reichweite der Batterie etwa in kälteren Regionen der Welt deutlich steigern.

Wärme aus der Umgebungsluft bezieht die so genannte Multi-Source-Wärmepumpe über einen externen Wärmetauscher. Diese neue Zusatzfunktion vergrößert den Betriebstemperaturbereich. Dies ist besonders effektiv, wenn es darum geht, den Innenraum bei sehr bei niedrigen Temperaturen schnell aufzuheizen. Und um auch die letzte Restwärme zu verwerten, nutzt sie bei der Entfeuchtung der Umgebungsluft die „Verdampfer-Enthalpie“. Die Enthalpie ist die latente Energie, die als Wärme freigesetzt wird, wenn Wasserdampf in der Luft seinen Aggregatzustand von gasförmig zu flüssig ändert.

Die Sonne geht auf – mehr Reichweite dank Solarstrom

Die Sonne ist die ursprüngliche Quelle aller Energie auf der Erde, gelangt aber meistens auf Umwegen zum Verbraucher – über Pflanzen, zum Beispiel. Für die Entwicklungsingenieure von Mercedes-Benz lag es daher auf der Hand, ohne „Zwischenhändler“ zu arbeiten und direkt zur Quelle am Himmel zu gehen, um dort zusätzliche Energie zu tanken.

Das elektrische System, das viele Nebenaggregate im VISION EQXX mit Strom versorgt, bezieht zusätzliche Energie aus 117 Solarzellen auf dem Dach. Es wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE – Europas größtem Forschungsinstitut für Solarenergie – entwickelt. Der somit reduzierte Energiebedarf des Hochvoltsystems führt unter dem Strich zu mehr Reichweite. An einem einzigen Tag und unter idealen Bedingungen kann dies bei Langstreckenfahrten bis zu 25 km extra Reichweite ergeben.

Mercedes-Benz und seine Partner arbeiten daran, die Solarenergie auch zum Laden des Hochvoltsystems zu nutzen (also nicht nur für die Nebenverbraucher).

Mercedes Vision EQXX ausfahrbarer Diffusor
Mercedes Vision EQXX mit ausgefahrenem Diffusor

Aerodynamiker brechen einen Weltrekord nach dem anderen.

Die Liste der Mercedes-Modelle mit weltbester Aerodynamik ist lang: Sie reicht vom W 125 von 1937 über den 540 K „Stromlinie“ von 1938, den C111 aus den 1970er Jahren, den CLA von 2013 mit cW 0,22 bis hin zum aktuellen EQS mit 0,20. Ein weiterer Aero-Champion ist das Concept IAA aus dem Jahr 2015. Mit erstmals zahlreichen aktiven Aerodynamikelementen erreicht das viertürige Coupé einen extrem günstigen Luftwiderstandsbeiwert von cW 0,19 – gepaart mit Mercedes-typischem, unverwechselbarem Design.

Der VISION EQXX verdankt seinen herausragenden cW-Wert von 0,17 der strömungsförmigen Grundform, der innovativen, aerodynamisch neutralen Kühlplatte im Unterboden und der aufwändigen Integration von passiven und aktiven Aero-Elementen in die Karosserie.

Die in Mercedes-Benz Alubeam-Silber lackierte Karosserie des VISION EQXX integriert die glattflächige Kuppel des Greenhouse und fließt elegant wie ein Wassertropfen nach hinten. Der versenkbare Heckdiffusor ist ein eindrucksvolles Beispiel für die Zusammenarbeit von Design, Aerodynamik und Technik. Er kommt ab 80 km/h zum Einsatz und sorgt dann für verminderten Luftwiderstand sowie erhöhte Fahrstabilität. Im eingefahrenen Zustand fügt er sich nahtlos in die Karosserie ein und bewahrt die Balance, die Proportionen und die leichte Ästhetik der Heckpartie.

Die große technische Herausforderung beim Heckdiffusor bestand darin, den scheinbar einfachen Mechanismus für eine Reihe von unterschiedlichen Anforderungen zu präparieren – was mitunter in Konflikt zu den Gesetzen der Physik steht. Zum einen ging es darum, Funktionssicherheit unter allen Umständen und konsequenten Leichtbau unter einen Hut zu bringen. Zusätzlich musste die Konstruktion so ausgelegt werden, dass der Diffusor bei einem Heckaufprall automatisch und ohne Verzögerung einfährt.

 

Mercedes Vision EQXX
Vision EQXX mit eingefahrenem Heckdiffusor
Mercedes Vision EQXX ausgefahrener Diffusor
Vision EQXX fährt ab 80 km/h den Heckdiffusor aus (verbessert Fahrstabilität und Verbrauch)

Der VISION EQXX besitzt eine Reihe von optisch weniger auffälligen, aber wichtigen aktiven und passiven aerodynamischen Details. Hinzu kommt seine kleine Stirnfläche. Sie ist sogar kleiner als die des heutigen CLA oder auch der Fahrzeuge von smart. Was auf den ersten Blick kaum auffällt: Die hintere Spur ist 50 Millimeter schmaler als die vordere und sorgt dafür, dass die Hinterräder ideal im Windschatten der Vorderräder stehen. Zwei raffinierte Details sind der Luftvorhang (Air Curtain) vor und der Luftausströmer hinter den vorderen Radhäusern. Zusammen mit den Aero-Rädern und -Reifen schließt dieses ausgeklügelte System den aerodynamischen „Bruch“ der vorderen Radhäuser nahezu komplett. Falls die Kühlplatte nicht ausreicht und sich die Kühlluftklappen im Bug öffnen, leiten Luftkanäle die zusätzliche Kühlluft über die Motorhaube und lassen den perfekten Flow im Bereich Räder und Unterboden unangetastet.

Die Front des VISION EQXX ist trotz der kleinen Frontfläche ein echter Eyecatcher. Oberhalb des schwarz glänzenden Kühlergrills mit roségoldenen Akzenten mündet ein Lichtband in die energieeffizienten Scheinwerfer, die an die des EQS erinnern. Jeder Scheinwerfer besteht aus zwei sternförmigen Elementen, wobei das größere Element sowohl das Abblend- als auch das Fernlicht hinter einer glänzenden Mittellinse bündelt. Diese Anordnung, gepaart mit dem 2D-Sternmuster des vorderen Stoßfängers, gibt einen Ausblick auf die Details des Frontdesigns zukünftiger Mercedes-Benz Modelle.

Effiziente Räder und Reifen – optimiert in Sachen Rollwiderstand und Aerodynamik

Bei der Entwicklung der Rad-Reifen-Kombination für den VISION EQXX arbeiteten die Ingenieure von Mercedes-Benz mit Reifenexperten von Bridgestone zusammen. Der Technologieträger rollt auf Turanza Eco-Reifen von Bridgestone, die dank der leichten und umweltfreundlichen ENLITEN und ologic-Technologie einen besonders geringen Rollwiderstand sicherstellen. Die Reifenflanken sind aerodynamisch optimiert. Die Abdeckungen der 20-Zoll-Leichtbau-Magnesium-Schmiederäder sind exakt auf das Reifenformat abgestimmt. Das halbtransparente Doppelspeichen-Design dieser Abdeckungen erfüllt alle aerodynamischen Anforderungen und gibt gleichzeitig den Blick auf die roségoldenen Akzente frei, die die Räder zieren.

Nachhaltige Materialien

Nachhaltige Materialien und organisch gestaltete Designdetails vermitteln ein Gefühl von Leichtigkeit und Luxus. Das Grundprinzip lautet: Maximaler Komfort und Stil bei minimalem Gewicht – und das ohne Produkte tierischen Ursprungs.

Der intelligente Einsatz nachhaltiger Materialien und von der Natur inspirierter Methoden wird als bionische Technik bezeichnet. Möglich wird sie durch ein digitales Verfahren, das so genannte bionische Netzdesign. Mercedes-Benz hat eine lange Tradition in der Anwendung bionischer Techniken, die bis zur Konzeptstudie „Bionic Car“ aus dem Jahr 2005 zurückreicht.

BIONEQXX Gussteil – optimale Funktionalität auf kleinstem Raum

Das im Aluminium-Gussverfahren hergestellte BIONEQXX Element ist das derzeit größte Leichtmetall-Strukturbauteil bei Mercedes-Benz und bildet die Hauptkomponente im Heck des VISION EQXX – den Heckboden. Mercedes-Benz hat dieses komplexe Gussteil in nur vier Monaten mit vollständig digitalen Techniken und einem in der Automobilbranche einzigartigen Softwareansatz entwickelt. Das Ergebnis ist eine optimale Funktionalität bei extrem kompakten Abmessungen.

 

BIONICAST Dämpferdome

BIONICAST ist ein eingetragenes Markenzeichen von Mercedes-Benz für Gussteile, die nach natürlichen, bionischen Prinzipien konstruiert sind. Neben dem BIONEQXX Heckboden-Gussteil kommen im VISION EQXX auch BIONICAST-Dämpferdome zum Einsatz, die die Federungselemente im Vorderwagen aufnehmen. Wie das BIONEQXX Gussteil tragen auch sie entscheidend zur Gewichtsreduzierung bei und sparen im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Domen rund vier Kilogramm Gewicht ein. Die Träger der Scheibenwischer und des Motors des VISION EQXX sind ebenfalls nach bionischen Prinzipien gestaltet. Auch hier zeigt sich das enorme Potenzial dieser zukunftsweisenden Technologie, die das Gewicht erheblich reduzieren kann und gleichzeitig hohe Festigkeit gewährleistet. BIONEQXX ist bereits in die Serienfertigung von Mercedes-Benz Modellen eingeflossen, zum Beispiel bei Fahrwerkskomponenten des neuen EQS.

Im Vision EQXX spart auch der riesen Bildschirm Energie

Ein weiteres wichtiges Effizienzmerkmal des VISION EQXX ist seine Fähigkeit mitzudenken. Für die Systemsteuerung verwendet Mercedes-Benz eine neuartige Form der Informationsverarbeitung, die als neuromorphes Computing bezeichnet wird. Auf der Hardware laufen so genannte Spiking Neural Networks. Diese künstlichen neuronalen Netze ahmen das natürliche Pendant im menschlichen Gehirn nach und senden nur dann Signale, wenn bestimmte Schwellenwerte erreicht werden. Dadurch wird der Energieverbrauch deutlich reduziert.

Das Benutzererlebnis im VISION EQXX katapultiert uns in eine intelligente, softwaregesteuerte Zukunft. Mit einem beeindruckenden Design und intuitiv bedienbar erstreckt sich das erste komplett nahtlose Display in einem Mercedes-Benz über 47,5 Zoll von einer A-Säule zur anderen. Mit einer 8K-Auflösung (7680 x 660 Pixel) fungiert das dünne und leichte Mini-LED-Display als Portal, das den Fahrer und die Insassen mit dem Auto und der Außenwelt verbindet.

Das einteilige Display arbeitet außerdem äußerst energieeffizient. Seine Mini-LED-Hintergrundbeleuchtung besteht aus mehr als 3.000 lokalen Dimmzonen. Das bedeutet, dass Strom nur in den Bereichen des Bildschirms verbraucht wird, wo es jeweils erforderlich ist.

Weitere Informationen:

Mercedes Experten erzählen dazu in drei Episoden auf Youtube was die Herausforderungen während der Entwicklung waren.

Episode 2: The struggle

Episode 1: The Challenge

Mercedes Vision EQXX Teaser Videos

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