En av de viktigste kritikkene som elbiler møter er den begrensede rekkevidden og den langt lavere ladehastigheten sammenlignet med ICE-biler. Hovedårsaken til dette er det langt lavere energiinnholdet som batteriene deres bærer sammenlignet med en drivstofftank.
Det er generelt to måter å øke rekkevidden på en bil. Den enklere måten er å øke kapasiteten på drivstofftanken. Dette er normalt enkelt og billig for en drivstoffdrevet bil, men ganske utfordringen og betydelig dyrere når vi snakker elektriske kjøretøy. Den andre måten er å optimalisere alle aspektene ved den gitte bilen – fra aerodynamikk og rullemotstand til vektreduksjon.
Mercedes-Benz EQXX gikk 1008 km/t bare én lading, med et samlet energiforbruk på 8,7 kWh/100 km og med en gjennomsnittshastighet på 87 km/t. Så Mercedes satte inn et stort batteri og sørget for at hele kjøretøyet var supereffektivt. La oss dykke inn i nøyaktig hvordan det gjorde det.
Aerodynamics
Den største energiforbrukeren i enhver bil er det aerodynamiske luftmotstanden. Mens ved hastigheter under 60 km/t denne luftmotstanden ikke er så høy, er det ved en typisk motorveihastighet det mest energikrevende aspektet ved en bil. Mercedes-Benz EQXX har en Cd-verdi på 0,17 og frontareal på 2,12 m2. Det betyr at det totale dragarealet er 0,36 m2 som er ekstremt lavt. Til sammenligning har Mercedes-Benz EQS, som er en av de mest aerodynamisk effektive bilene i salg for tiden, et totalt luftmotstandsareal på 0,5 m2 – 39 % høyere enn EQXX.
Mercedes-Benz oppnådde det gjennom målrettede tiltak. Den generelle vanndråpeformen, 50 mm smalere bakre del av bilen, on-demand aerokjøling, forlengelse av bakdelen på bilen og en kombinasjon av aktiv og passiv aerodynamikk. De 20-tommers hjulene er fullstendig dekket for å øke den aerodynamiske effektiviteten fordi de utgjør opptil en fjerdedel av den totale aerodynamiske luftmotstanden til en bil. Ved 130 km/t, som er en typisk motorveihastighet, er kraftbehovet til EQXX på grunn av disse tiltakene bare 14 PS, noe som er sjokkerende lavt.
Powertrain
Mercedes-Benz hevder 95 % drivverkseffektivitet – fra batteri til hjul, et annet svært imponerende tall. I kraftflyten mellom batteriet og hjulene har vi tre kilder til energitap. Kraftelektronikken, motoren og girkassen. For å oppnå denne typen effektivitet, må hver av disse tre kildene ha en effektivitet på over 98 %, noe som foreløpig ikke er mulig i den vanlige bilindustrien.
Vi kan imidlertid gjøre en utdannet gjetning angående motoren, som bør være synkron og mer sannsynlig av typen permanent magnet. Motoren og kraftelektronikken har på grunn av sin meget høye effektivitet svært lave kjølekrav. Konseptet med on-demand (fly- og væskekjøling) brukes her for å redusere luftmotstand og kraftbehov. Maksimal effekt til motoren er 180kW (245PS) med dreiemomentet foreløpig ukjent, men det skal være rundt 400 Nm.
Bodywork
I jakten på effektivitet er lettvektskonstruksjon obligatorisk. Selv om elbiler har regenerativ bremsing og jo tyngre de er, jo mer kinetisk energi utnytter de, under en motorveitur er den regenerative bremsingen nesten null. Egenvekten til EQXX er 1.755 kg som er et teknisk høydepunkt i seg selv med tanke på at høyspentbatteriet alene veier nesten et halvt tonn.
EQXX er laget av aluminium, martensittisk stål og karbonfiberforsterket plast, mens hjulene er laget av smidd magnesium. For første gang er det brukt bremseskiver i aluminium som er lettere enn tradisjonelle stålskiver.
Bremseskivene i aluminium kombinert med magnesiumhjul reduserer bilens ufjærede masse kraftig og forbedrer akselerasjonen og kjørekomforten. Alle disse materialene er preget av deres lette, samtidig som de opprettholder høy stivhet og stivhet.
Generelt har bioniske prinsipper blitt tatt i bruk i byggeprosessen og materialer ble kun brukt der de var nødvendig, og unngikk dermed overdreven bruk. Denne filosofien utvides i bilens interiør med bærekraftige og lette materialer som brukes rundt omkring. For å forbedre kjøretøyets effektivitet ytterligere, brukes solceller på taket. Disse brukes kun for lavspenningsforbrukere som infotainmentsystemet, luftviften og LED-frontlykter. På en lys dag bidrar de med opptil 25 km rekkevidde, noe som er ganske lite, men viktig når man jakter rekorder.
Høyspent batteri
Høyspentbatteriet som EQXX bruker har et netto energiinnhold på 100 kWh og veier nesten 500 kg. Den bruker cell-to-pack-arkitektur (celler er ikke integrert i moduler), den er luftkjølt og har topplokk i karbonfiber. Alle disse funksjonene bidrar til dens lave masse og sammenlignet med høyspentbatteriet som brukes i EQS, er det 30 % lettere og opptar 50 % mindre volum.
En annen første for Mercedes-Benz er >900V-arkitekturen. Denne høyspenningsverdien tillater superrask lading av batteriet med støttede DC-ladere, selv om dette i dette tilfellet ikke ville være mulig på grunn av den passive luftkjølingen som dette batteriet bruker.
Generelt er det mulig å øke den elektriske kraften gjennom spenning eller strøm. Hvis vi tar den "nåværende" tilnærmingen vil det være en vekt- og plassstraff på grunn av de tykkere kablene. Derfor er det mer fornuftig å øke spenningen.
Mercedes-Benz har også brukt et annet anodemateriale sammenlignet med EQS, med EQXX integrert High-Silicon anode. Bruken av High-Silicon anode bidro til å øke energitettheten til EQXXs batteri til 200 Wh/kg, noe som gjorde det til det mest energitette høyspentbatteriet i verden. Bruk av karbonfiberlokk og luftkjøling hjalp batteriet til å bli montert selv i en kompakt bil ifølge Mercedes-Benz.
EQXX er bare et konsept, men teknologien som brukes her kan gjøre det til Mercedes-Benz sine produksjonsbiler i de kommende årene, og dette er veldig viktig for etableringen og dominansen av e-mobilitet.
