Novas baterias do Mercedes CLA, compactas e de alta densidade de energia

Como a química da célula determina essencialmente o desempenho da bateria, ela também é, em última análise, o fator determinante para as características de todo o sistema de transmissão. O programa de tecnologia VISION EQXX demonstrou a importância de dominar a química da célula para o desenvolvimento de produtos futuros. Com sua bateria de alto desempenho baseada em química de célula pioneira, ela estabeleceu vários recordes de EV. Com sua alta densidade de energia e capacidade de carregamento rápido, a nova geração de baterias está levando esses sucessos para o próximo nível. Ao mesmo tempo, os custos da bateria foram reduzidos em até 30%.

Ao desenvolver o software da bateria internamente, a Mercedes-Benz definiu a experiência de direção característica da marca. A qualidade se beneficia da transparência completa dos dados durante toda a fase de desenvolvimento. Ao mesmo tempo, a abordagem interna ressalta a reivindicação da Mercedes-Benz de ser líder em software para veículos.

Arquitetura modular e dois tipos de baterias com diferentes químicas de células

O inovador sistema de bateria da nova geração de EV da Mercedes-Benz é baseado em um conceito modular de alta integração. As baterias reparáveis ​​compreendem quatro grandes módulos de células com células hardcase e são caracterizadas por um design compacto e plano.

Os clientes poderão escolher entre baterias com duas químicas de células diferentes. As células da versão premium com um conteúdo de energia utilizável totalizando 85 kWh têm ânodos nos quais óxido de silício é adicionado ao grafite. Comparada à bateria predecessora com ânodos de grafite convencionais, a densidade de energia gravimétrica é até 20% maior. A densidade de energia volumétrica da química da célula é de 680 Wh/l. A proporção de cobalto foi ainda mais reduzida.

Isto é seguido por uma variante de nível de entrada totalmente elétrica com uma bateria de cátodo de fosfato de ferro-lítio (LFP). O conteúdo de energia utilizável ali é de 58 kWh e a densidade de energia volumétrica da química da célula é de 450 Wh/l.

Gerenciamento térmico inteligente e certificado de bateria abrangente

A bateria de alta voltagem é integrada ao sistema inteligente de gerenciamento térmico dos modelos MMA totalmente elétricos para garantir que ela sempre opere dentro de uma faixa de temperatura ideal, mesmo em frio congelante ou calor extremo. O sistema é equipado com um sistema de resfriamento líquido, com um aquecedor auxiliar integrado ao circuito de água. Em baixas temperaturas, isso aquece a água de resfriamento, que então flui pela bateria de alta voltagem, aquecendo-a e otimizando seu desempenho e faixa de eficiência.

Se a navegação Electric Intelligence estiver ativada, a bateria será pré-aquecida durante a viagem, se necessário. Este pré-condicionamento permite que ela atinja a temperatura ideal no ponto de carregamento rápido de CC, que pode carregar o tipo de bateria premium a uma saída de 320 kW. Isso permite que a bateria absorva até 36 kWh de energia em 10 minutos.

Apesar de um aumento significativo na capacidade de carga, o escopo completo do certificado de bateria para as séries de modelos EQA e EQB ainda se aplica aos novos modelos de entrada totalmente elétricos. A Mercedes-Benz garante que a capacidade máxima da bateria de alta tensão não cairá abaixo de 70% por um total de oito anos ou até uma quilometragem total de 160.000 km (o que ocorrer primeiro).

Medidas de segurança abrangentes

O compartimento da bateria faz parte da estrutura do veículo e é integrado ao conceito de segurança contra colisões. A bateria, os cabos de alta tensão (HV) e outros componentes de HV são projetados e protegidos para atender aos rigorosos padrões de segurança da Mercedes-Benz em caso de acidente. Além dos requisitos legais, tanto o veículo inteiro quanto as baterias devem passar por padrões de testes internos que às vezes são mais rigorosos.

No teste de impacto em poste, um dos testes de colisão do próprio Grupo, os veículos elétricos não são testados apenas para garantir que a estrutura lateral ofereça proteção máxima aos ocupantes. Ele também examina o comportamento de deformação da bateria. Nesta configuração de teste de colisão, o veículo de teste em um trenó bate lateralmente contra um poste de aço. A Mercedes-Benz usa outro procedimento especial de bancada de teste para testar o chamado gerenciamento de toque. Isso se refere às precauções de projeto tomadas para evitar danos à parte inferior da carroceria causados ​​pelo toque, por exemplo, ao dirigir sobre meio-fios. Durante o teste, um aríete é pressionado no piso do veículo com uma força de várias toneladas. Isso também testa se há risco de intrusão de objetos estranhos na estrada, como engates de reboque perdidos.

A Mercedes-Benz melhorou ainda mais o já altíssimo padrão de segurança das baterias com soluções técnicas para a nova geração de baterias usada nos modelos MMA. Precauções abrangentes foram tomadas contra uma potencial reação térmica da bateria por meio do espaçamento apropriado entre as células da bateria e a estrutura das células e módulos de células. Além de alertar os ocupantes, o avançado sistema de alerta precoce nesta família de modelos inclui outras medidas de proteção lateral do veículo – por exemplo, janelas laterais e abas de ventilação fecham automaticamente. Um novo sensor posicionado centralmente na bateria monitora as baterias dos veículos Mercedes-Benz, mesmo quando estão desligadas.

Cada bateria é submetida a um teste de pressão no final da produção. Os invólucros da bateria também devem passar por mais testes. Para verificar medidas anticorrosivas abrangentes, elas são expostas à água salgada, entre outras coisas.

O conceito de proteção multiestágio do sistema HV já foi comprovado em outros modelos totalmente elétricos da Mercedes-Benz. Análises de acidentes reais pela Mercedes-Benz Accident Research também confirmaram que a segurança em modelos com a estrela de três pontas não é uma questão do conceito de direção. Em caso de perigo, o sistema HV pode ser desligado automaticamente e desconectado da bateria. É feita uma distinção entre desconexão reversível e irreversível. A desconexão reversível ocorre em caso de acidentes leves. O sistema de alta tensão pode então ser reconectado se uma medição de isolamento realizada pelo veículo de antemão não detectar uma falha. Isso significa que os veículos que ainda estão em condições de circular podem continuar a ser conduzidos.

O sistema de alta tensão só é desligado irreversivelmente em caso de acidentes graves, nos quais o veículo geralmente não é mais dirigível de qualquer maneira. Ele não pode ser reativado sem reparo em uma oficina especializada. Quando o sistema é desligado, ele garante que nenhuma tensão elétrica residual esteja presente no sistema de alta tensão fora da bateria em poucos segundos. Pontos de desconexão também são fornecidos para que os serviços de emergência desativem manualmente o sistema de alta tensão.

Novo centro de excelência para o desenvolvimento de células de alto desempenho, rede global de produção

A Mercedes-Benz fortaleceu recentemente suas atividades de desenvolvimento em tecnologia de baterias com o eCampus em Stuttgart-Untertürkheim. Neste novo centro de excelência, combinações químicas inovadoras e processos de produção otimizados para células de bateria de alto desempenho com “DNA Mercedes-Benz” estão sendo desenvolvidos. O conhecimento adquirido no eCampus fluirá para o desenvolvimento de tecnologia e produção em série de células de bateria nas empresas parceiras para uso em futuras gerações de baterias Mercedes-Benz.

As baterias para os veículos totalmente elétricos da Mercedes-Benz são fabricadas na rede global de produção de baterias. A fábrica de baterias Kamenz será a primeira fábrica nesta rede a produzir baterias para os novos modelos da plataforma MMA. A cooperação com diferentes fornecedores de células em todo o mundo segue a abordagem “local-for-local”.

Imagens: Grupo Mercedes-Benz AG