Νέα εποχή για το VW Group και τις… μπαταρίες των ηλεκτρικών μοντέλων

Το ολοκαίνουργιο, πρωτοποριακό, πλήρως ηλεκτρικό ID.3 της Volkswagen έχει εντυπωσιακά δυναμικά χαρακτηριστικά και μεγάλη αυτονομία. Είναι το πρώτο μιας σειράς μοντέλων που θα βασίζονται στην πλατφόρμα ΜΕΒ του Group, ειδικά εξελιγμένη για την ηλεκτροκίνηση. Η ικανότητα της γρήγορης φόρτισης επιτρέπει την επαναφόρτιση του ID.3 με ενέργεια 100 kW μέσα σε μόλις 30 λεπτά της ώρας, εξασφαλίζοντας δυνατότητα κίνησης για περίπου 290 χιλιόμετρα (κατά WLTP).

Παραγωγή 500.000 μονάδων το χρόνο

Το ID.3 είναι εφοδιασμένο με σύστημα μπαταρίας υψηλής τάσης το οποίο μοιάζει με μια μπάρα σοκολάτας. Μέχρι και δώδεκα συστοιχίες (modules) μπαταριών μπορούν να τοποθετηθούν και να είναι συνδεδεμένες μεταξύ τους σε ένα ενιαίο σύστημα.

Το εργοστάσιο του Volkswagen Group Components στο Brunswick είναι σε θέση να κατασκευάζει στο άμεσο μέλλον μέχρι και 500.000 από αυτές τις μονάδες αποθήκευσης ενέργειας ετησίως. Πώς όμως λειτουργεί ένα τέτοιο σύστημα μπαταρίας;

Η δομή μιας μπαταρίας: στοιχείο - συστοιχία - σύστημα

Το σύστημα μπαταριών υψηλής τάσης χρησιμοποιεί στοιχεία ιόντων λιθίου, τα οποία χρησιμοποιούνται επίσης σε κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές. Ένα στοιχείο (cell) είναι η μικρότερη μονάδα στο σύστημα μπαταριών και έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύσει ενέργεια και να την αποδώσει, ενώ ενώνοντας 24 στοιχεία δημιουργείται μια συστοιχία (module). Ο αριθμός των συστοιχιών που ενώνονται για να δημιουργηθεί ένα σύστημα μπαταρίας είναι μεταβλητός.

Αυτή η μεταβλητή δομή εξασφαλίζει και τη μέγιστη δυνατή ευελιξία: εάν ο πελάτης ζητήσει μεγαλύτερη αυτονομία τότε θα χρησιμοποιηθούν περισσότερες συστοιχίες. Η βασική δομή πάντως παραμένει η ίδια. Στο ID.3, μέχρι και δώδεκα συστοιχίες συνδέονται μεταξύ τους προκειμένου να δημιουργήσουν ένα σύστημα μπαταρίας. Έτσι στο σύστημα προκύπτει μια τάση μέχρι και 408 Volt, η οποία είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή μιας οικιακής πρίζας, η οποία παρέχει μόνο 230 Volt.

Από συνεχές σε εναλασσσόμενο ρεύμα

Τα ηλεκτρονικά ισχύος ελέγχουν τη ροή ενέργειας υψηλής τάσης μεταξύ της μπαταρίας και του ηλεκτροκινητήρα, μετατρέποντας το συνεχές ρεύμα (DC) που είναι αποθηκευμένο στη μπαταρία σε εναλλασσόμενο (AC) για τον κινητήρα.

Ταυτόχρονα, εξυπηρετείται και το ηλεκτρικό κύκλωμα συνεχούς ρεύματος των 12 Volt, τροφοδοτούμενο με χαμηλή τάση με τη χρήση ενός μετατροπέα DC/DC. Σε ένα συνηθισμένο δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος το ID.3 φορτίζεται με ισχύ φόρτισης 11 kW ενώ σε συνεχές ρεύμα η ισχύς φόρτισης φτάνει μέχρι και τα 125 kW.

Tags

μπαταρίες

id3

ηλεκτρικά αυτοκίνητα

Μια νέα εποχή πρόκειται να ξεκινήσει για τους πελάτες της Mercedes-Benz. Ένα τιμόνι είναι κάτι πολύ περισσότερο από ένα εξάρτημα του αυτοκινήτου – συνδέει τον οδηγό με το δρόμο μέσω των ελαστικών. Το τιμόνι παρέχει ανατροφοδότηση για τη συμπεριφορά οδήγησης, επιτρέπει στον οδηγό να νιώσει τις ανωμαλίες του δρόμου και, στο παρελθόν, αποτελούσε τον απαραίτητο μηχανισμό για το παρκάρισμα. Ο Γερμανός κατασκευαστής θα είναι ο πρώτος που θα προσφέρει από το 2026 όχημα παραγωγής με τεχνολογία steer-by-wire. Η τεχνολογία αυτή δεν απαιτεί μηχανική σύνδεση μεταξύ τιμονιού και μπροστινών τροχών, αφού οι εντολές του οδηγού μεταδίδονται ηλεκτρονικά, δηλαδή “μέσω καλωδίου”.

Η τεχνολογία “Steer-by-wire” προσφέρει μια μοναδική εμπειρία πελάτη με πολλά πλεονεκτήματα στην καθημερινή οδήγηση: καλύτερος χειρισμός, ευκολότεροι ελιγμοί και παρκάρισμα χωρίς τοποθέτηση των χεριών στο τιμόνι.

«Το steer-by-wire είναι ένα ακόμη μεγάλο βήμα προς την κινητικότητα του αύριο, και είμαστε υπερήφανοι που θα παρουσιάσουμε αυτό το σύστημα το 2026. Η συγκεκριμένη τεχνολογία προσφέρει μια μοναδική εμπειρία πελάτη που ξεπερνά κατά πολύ το συμβατικό τρόπο διεύθυνσης. Σε συνδυασμό με το αυτοματοποιημένο σύστημα οδήγησης επιπέδου SAE 3, θα επιτρέψει μια ακόμη πιο καθηλωτική εμπειρία ψυχαγωγίας στο άμεσο μέλλον. Και αυτό διότι το επίπεδο τιμόνι προσφέρει καλύτερη ορατότητα στην οθόνη όταν π.χ. παρακολουθείτε την αγαπημένη σας σειρά.»

Markus Schäfer, Μέλος του Δ.Σ. της Mercedes-Benz Group AG, Chief Technology Officer, Ανάπτυξη & Προμήθειες.

Οι ειδικοί στην ανάρτηση μπορούν να επιλέγουν μεταβλητό λόγο διεύθυνσης και να τον προσαρμόζουν ευέλικτα ανάλογα με την περίπτωση. Αυτό επιτρέπει τη βελτιστοποίηση χαρακτηριστικών οδήγησης που προηγουμένως θεωρούνταν αντιφατικά – για παράδειγμα, τον ακόμη καλύτερο συνδυασμό σπορτίφ χαρακτήρα και άνεσης. Παράλληλα, βελτιώνονται ακόμα περισσότερο η ευστάθεια όσον αφορά στην κατεύθυνση και η πλευρική ευελιξία, χάρη και στη συνεργασία με την τετραδιεύθυνση (με γωνία διεύθυνσης έως και 10 μοίρες). Οι κραδασμοί από ανωμαλίες στο οδόστρωμα, που μέχρι πρότινος μεταφέρονταν μέσω του τιμονιού, πλέον μπορούν να απορροφούνται σχεδόν πλήρως.

Η τεχνολογία προσφέρει σημαντικές δυνατότητες εξατομίκευσης, επιτρέποντας στις επιμέρους μάρκες ή σε συγκεκριμένα μοντέλα μίας κατασκευαστικής σειράς να αποκτούν τη δική τους μοναδική αίσθηση διεύθυνσης.

Το steer-by-wire ανοίγει επίσης νέες δυνατότητες σχεδίασης νέων αρχιτεκτονικών, δεδομένου ότι το βολάν του τιμονιού ανεξαρτητοποιείται μηχανικά από το σύστημα διεύθυνσης. Ένα επιπλέον μελλοντικό όφελος είναι οι δυνατότητες για καθηλωτικό gaming όταν ο οδηγός κάνει διάλειμμα.

Επιπλέον, το steer-by-wire προσφέρει περισσότερη ευελιξία στον εσωτερικό σχεδιασμό: το τιμόνι μπορεί να είναι πιο επίπεδο, δημιουργώντας αίσθηση ευρυχωρίας και καλύτερη ορατότητα στην οθόνη του οδηγού. Διευκολύνεται και η είσοδος/έξοδος από το όχημα, αφού η επίπεδη κάτω πλευρά του τιμονιού δημιουργεί περισσότερο χώρο. Σε συνδυασμό με τα μελλοντικά συστήματα αυτοματοποιημένης οδήγησης, ο οδηγός θα μπορεί μακροπρόθεσμα να υιοθετεί πιο χαλαρές θέσεις.

Πώς λειτουργεί το steer-by-wire: Ανάλογα με την ταχύτητα οδήγησης και την κατάσταση, ένας ενεργοποιητής στο τιμόνι (μονάδα διαχείρισης διεύθυνσης – SFU) στέλνει δεδομένα προς την κρεμαγιέρα (μονάδα συστήματος διεύθυνσης – SRU), η οποία με τη σειρά της κατευθύνει τους τροχούς.

Η SFU δημιουργεί επίσης την αίσθηση συστήματος διεύθυνσης που χαρακτηρίζει την Mercedes-Benz. Επειδή δεν υπάρχει σύνδεση μηχανικών συνόλων, η επαφή τροχού–δρόμου υπολογίζεται μοντελοποιημένα με τη βοήθεια δυνάμεων επαναφοράς των μπροστινών τροχών.

Το νέο σύστημα έχει ήδη διανύσει πάνω από ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα δοκιμών σε δοκιμαστήρια και έναν παρεμφερή αριθμό χιλιομέτρων σε πίστες δοκιμής και δρόμους. Δεδομένων των υψηλών προδιαγραφών ασφαλείας που θέτει η Mercedes-Benz, και γι’ αυτό το σύστημα εφαρμόζει αρχιτεκτονική με εφεδρικά κυκλώματα, αισθητήρες υψηλής ακρίβειας και πανίσχυρες μονάδες ελέγχου, διασφαλίζοντας λειτουργικότητα ακόμη και σε περίπτωση αστοχίας. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει διπλή διαδρομή σήματος, διπλοί ενεργοποιητές και εφεδρική παροχή ενέργειας. Ακόμη και σε εξαιρετικά απίθανες περιπτώσεις πλήρους βλάβης, η πλευρική καθοδήγηση είναι δυνατή χάρη στην τετραδιεύθυνση και τις παρεμβάσεις του ESP®.

Ο τροχός γυρίζει συνεχώς: καινοτομίες στο τιμόνι και το σύστημα διεύθυνσης από τη Mercedes-Benz

Το πρώτο αυτοκίνητο στον κόσμο δεν διέθετε τιμόνι. Το Patent Motorwagen του Carl Benz από το 1886 ήταν εξοπλισμένο με έναν μοχλό διεύθυνσης, καθώς εκείνη την εποχή οι άνθρωποι ήταν εξοικειωμένοι με τις άμαξες και το τράβηγμα των ηνίων για να κατευθύνουν τα άλογα προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Δεν ήταν παρά το 1894 που το αυτοκίνητο απέκτησε τιμόνι και πραγματοποίησε την πρεμιέρα του σε ένα ταξίδι από το Παρίσι στη Ρουάν. Ο Γάλλος μηχανικός Alfred Vacheron είχε εξοπλίσει το όχημά του Panhard & Levassor, το οποίο κινούνταν με κινητήρα Daimler, με ένα τιμόνι. Από τότε, έχουν υπάρξει πολλές καινοτομίες στα συστήματα διεύθυνσης και στα βολάν της Mercedes-Benz:

Η εξέλιξη του τιμονιού στη Mercedes-Benz

1893: Παρουσίαση του συστήματος διεύθυνσης με γόνατο στην Benz Victoria – μειώθηκε σημαντικά ο κίνδυνος ανατροπής στις στροφές.
1902: Η οικογένεια μοντέλων Mercedes Simplex είχε τιμόνια με μοχλούς για τη ρύθμιση της ανάφλεξης και του μείγματος καυσίμου.
Δεκαετία 1920: Προστέθηκε δακτύλιος στο βολάν για την κόρνα – θα μπορούσε να πει κανείς ότι ήταν μία πρώιμη μορφή επικοινωνίας car-to-X.
1958: Το μοντέλο 300 (W 189), γνωστό ως η “Adenauer Mercedes” έγινε το πρώτο με υδραυλικό τιμόνι στον προαιρετικό του εξοπλισμό.
1967: Από τον Αύγουστο του έτους, όλα τα επιβατικά εξοπλίζονταν με τηλεσκοπική κολώνα και αποσβεστήρα πρόσκρουσης στο τιμόνι – ένα ορόσημο όσον αφορά στην προστασία των επιβατών.
1976: Το νέο σύστημα ασφαλούς διεύθυνσης με παραμορφώσιμο κυματοειδή σωλήνα παρουσιάστηκε στην W 123.
Δεκαετία 1990: Η Mercedes-Benz ξεκίνησε τη σταδιακή μετάβαση στην ηλεκτρική υποβοήθηση διεύθυνσης. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούσαν ηλεκτροκινητήρες για την υποβοήθηση του τιμονιού, μειώνοντας έτσι την απαιτούμενη προσπάθεια και αυξάνοντας την ενεργειακή απόδοση.
1996: Παρουσίαση του οχήματος έρευνας F 200 Imagination με sidestick.
1997: Το ερευνητικό F 300 Life Jet διέθετε μοχλό τύπου αεροσκάφους.
2001: Το F400 Carving έγερνε στις στροφές χάρη στο σύστημα ενεργής προσαρμογής της γωνίας κάμπερ στους τροχούς.
2009: Ο έλεγχος διεύθυνσης του F-Cell Roadster γινόταν μέσω joystick.
2020: Η τετραδιεύθυνση στη S-Class βελτίωσε σημαντικά την ευελιξία και τη δυναμική, εμπλέκοντας ενεργά τους πίσω τροχούς στις κινήσεις διεύθυνσης του οχήματος.
2022: Το σύστημα DRIVE PILOT για αυτοματοποιημένη οδήγηση επιπέδου 3 λανσαρίστηκε πρώτα στη Γερμανία – η S-Class με DRIVE PILOT (προαιρετικός εξοπλισμός) διαθέτει εφεδρικά συστήματα διεύθυνσης, πέδησης και ηλεκτρικής παροχή.

Τεχνολογία

Νέα εποχή για το VW Group και τις… μπαταρίες των ηλεκτρικών μοντέλων

Mercedes-Benz: Νέα εμπειρία οδήγησης με μέγιστη ασφάλεια με το “Steer-by-wire”- Η εξέλιξη του τιμονιού απο το 1893 μέχρι σήμερα