Plataforma MMA, avançada e flexível apresenta o próximo passo no futuro elétrico da Mercedes-Benz

O Mercedes-Benz Concept CLA revelado no IAA Mobility 2023 em Munique, Alemanha, oferece uma visão aproximada da versão de produção da futura família de veículos de entrada na marca. Concebido com base na futura plataforma de arquitetura modular Mercedes-Benz (MMA), é projetada desde o início para uma família de quatro veículos.

Plataforma MMA – projetada para a eficiência elétrica

Sendo o primeiro automóvel a ser desenvolvido na novíssima plataforma MMA da Mercedes-Benz para veículos elétricos, o Concept CLA aponta o caminho para a próxima geração de tecnologia de propulsão elétrica subjacente ao modelo de produção em série. Com uma autonomia prevista de mais de 750 km (ciclo WLTP). Isto representa um consumo de energia notável de cerca de 12 kWh/100 km, o que faz do Concept CLA o automóvel de um litro para a era elétrica.

Diretamente derivada da cadeia cinemática do VISION EQXX, a nova cadeia cinemática desenvolvida internamente compreende um sistema elétrico de 800 V combinado com uma bateria de alta densidade de energia e um motor/alternador elétrico altamente eficiente. No Concept CLA, está configurada terá tração traseira esportiva. No entanto, o projeto modular significa que também é adequada para aplicações em veículos 4×4. Ao estrear-se no Concept CLA, a avançada cadeia cinemática de futura geração é escalável para se adaptar a outros casos de utilização, incluindo outros segmentos de veículos.

Bateria de alta tensão

O inovador sistema de baterias em desenvolvimento para a plataforma MMA baseia-se numa arquitetura altamente modular, através da qual os clientes podem escolher entre duas químicas de células diferentes. A variante topo de gama apresenta um arranjo de ânodo com teor de óxido de silício para uma excelente densidade energética. Entretanto, a variante de entrada lidera o segmento com a sua utilização de fosfato de ferro-lítio. A bateria em si tem um volume total notavelmente pequeno. Pela primeira vez, os seus módulos de células são mantidos no lugar utilizando cola ao invés de parafusos. A estrutura resultante não é apenas mais leve do que uma configuração de bateria convencional. É também mais rígida, o que oferece vantagens em termos de segurança em caso de colisão. Da mesma forma, a configuração de 800 V permite um elevado nível de resistência elétrica numa embalagem compacta e com menores requisitos de arrefecimento. A configuração de alta tensão também permite o carregamento de alta potência de 250 kW DC, proporcionando até 400 km (248 milhas) de autonomia em 15 minutos.

Cadeia Cinemática Elétrica Mercedes-Benz (MB.EDU)

Leve, potente e compacta: A nova MB.EDU, altamente eficiente, composta por motor/alternador elétrico, transmissão e eletrônica de potência, foi desenvolvida inteiramente pela Mercedes-Benz. Baseada num conceito modular, esta unidade que define a sua classe é a primeira de uma família de cadeias cinemáticas concebidas para satisfazer diversas exigências de desempenho em determinadas linhas de modelos. A máquina síncrona de excitação permanente de 175 kW está associada a uma transmissão de duas velocidades. A eletrônica de potência de elevado desempenho incorpora o controle do motor e da transmissão num único processador e inclui um inversor de carboneto de silício para uma utilização excecionalmente eficiente da energia. Isto reflete o elevado grau de integração funcional em todo o MB.EDU, que resulta num conjunto compacto que pesa menos de 110 kg. A sua eficiência energética extremamente elevada de 93 %, desde a bateria até às rodas, em longas viagens, deve-se à minimização rigorosa das perdas em todo o sistema e coloca-a na vanguarda do setor.

Avanços de sustentabilidade na cadeia cinemática elétrica MMA

O motor síncrono de ímanes permanentes da cadeia cinemática elétrica Mercedes-Benz (MB.EDU) apresenta uma percentagem significativamente mais baixa de matérias primas raras pesadas do que as gerações anteriores – perto de 0 por cento. No que diz respeito às baterias, a nova cadeia cinemática elétrica MMA dá um importante passo em frente para o fabrico neutro em carbono. Não só a produção de células é neutra em termos de carbono, como também a produção do cátodo. Isto permitirá à empresa reduzir a pegada de carbono das células em 40 por cento. Outras reduções de emissões serão alcançadas através da utilização de energias renováveis na produção e refinação de matérias-primas.

Carregamento bidirecional

Transformar o veículo num dispositivo doméstico de armazenamento de energia: o Concept CLA também oferece um vislumbre do futuro da ligação em rede entre os veículos elétricos e a rede elétrica. O carregamento bidirecional baseado em software e hardware mostra como a liderança tecnológica abre um novo potencial tanto para os clientes como para os fornecedores de energia. Quando ligado a uma estação de carregamento bidirecional DC compatível, o veículo torna-se um dispositivo de armazenamento de energia que pode, por exemplo, armazenar energia solar para utilização posterior. Mais importante ainda, pode também servir como fonte de eletricidade, seja do veículo para a residência ou do veículo para a rede elétrica. A utilização do carregamento bidirecional pode estar sujeita a condições específicas do mercado no que diz respeito à legislação e aos requisitos dos fornecedores de energia.

Um exemplo de V2H é o fornecimento de energia de reserva em caso de falha de energia, enquanto as aplicações V2G incluem a ajuda para equilibrar os picos e as quedas na rede elétrica ou mesmo o comércio de eletricidade verde no mercado aberto. Em todas as situações, o sistema de carregamento bidirecional inteligente garante que o veículo tem carga suficiente para satisfazer as necessidades do cliente nas horas de partida especificadas. Através da opção de carregamento bidirecional em casa, a Mercedes-Benz está a satisfazer o desejo de muitos clientes de combinar a sua própria mobilidade individual com um modo de vida mais sustentável.

Transferência de tecnologia do VISION EQXX para o Concept CLA

Ao implementar a visão para o futuro da Mercedes-Benz neste segmento, os engenheiros continuam a basear-se em muitos resultados de pesquisa valiosos do hipercarro elétrico original da Mercedes-Benz, o VISION EQXX, que continua a estabelecer a referência tecnológica para esta classe de veículos. Para além do MBUX Superscreen de miniLED com milhares de zonas de regulação local, estas vão desde medidas de eficiência elétrica e térmica até ao design leve, passando pela otimização biónica e pela aplicação de materiais sustentáveis.

O programa tecnológico VISION EQXX foi concebido para ultrapassar os limites e exercer uma influência imediata no desenvolvimento da produção em série. Assim, a cadeia cinemática elétrica da próxima geração (que inclui o motor/alternador elétrico, a transmissão e a eletrônica de potência) é diretamente derivada da unidade altamente eficiente do VISION EQXX e apresenta uma nova geração de carbonetos de silício na eletrônica de potência. Do mesmo modo, a bateria de alta tensão utiliza os mesmos princípios de integração funcional e de acondicionamento das células para atingir uma densidade de energia excecionalmente elevada. Outra transferência de inovação é a bomba de calor adicionalmente desenvolvida, que já demonstrou de forma impressionante a sua eficácia no programa VISION EQXX.

Numa melhoria acentuada em relação às bombas de calor dos veículos existentes no mercado, extrai calor não só da cadeia cinemática, mas também do ar exterior ambiente – mesmo a temperaturas negativas – para aquecer o habitáculo do Concept CLA. Juntamente com uma estratégia de funcionamento inteligente, a bomba de calor pode contribuir significativamente para a autonomia elétrica durante o tempo frio de inverno, minimizando a utilização de aquecimento adicional.

A engenharia biónica foi uma caraterística importante do programa de desenvolvimento do VISION EQXX. O nome Mercedes-Benz BioniCast aplica-se a peças estruturais fundidas e projetadas de acordo com os princípios da natureza. Esta abordagem digital pioneira já valeu à Mercedes-Benz prestigiados prémios da indústria, à medida que a empresa desenvolve a sua implementação na produção em série. Vários componentes da plataforma MMA foram otimizados utilizando estas técnicas. Exemplos específicos incluem o suporte do eixo traseiro, o conjunto de apoio da bateria e os componentes da suspensão.