Mercedes CONCEPT AMG GT XX – Nová dimenzia výkonnosti

Štúdia CONCEPT AMG GT XX je pokrokový technologický program, ktorý ponúka pôsobivý pohľad na budúce štvordverové sériové športové vozidlo z dielne Mercedes-AMG. Značka z Affalterbachu prostredníctvom troch motorov s axiálnym tokom a kompletne nanovo vyvinutého vysokovýkonného akumulátora predstavuje revolučnú koncepciu pohonu, ktorá otvára novú dimenziu výkonnosti. V pláne je tiež neskoršie sériové použitie mnohých technických riešení v rámci vysokovýkonnej elektrickej architektúry AMG (AMG.EA).

Revolučné hnacie ústrojenstvo: vysokovýkonný motor s axiálnym tokom a moderná technika akumulátorov

Technologický základ bol najprv vyvinutý odborníkom na elektromotory spoločnosťou YASA z Anglicka, ktorá je 100-percentnou dcérskou spoločnosťou Mercedes-Benz AG. Značka Mercedes-AMG v spolupráci so spoločnosťou YASA pozdvihla túto koncepciu na úplne nový výkonový stupeň, aby ju bolo možné použiť v štúdii CONCEPT AMG GT XX a neskôr aj v sériovej výrobe. Odborníci z Affalterbachu navyše vyvinuli softvér pre prevádzkovú stratégiu, v rámci ktorej sa v tomto nosiči technológie optimálne využíva vysoká výkonnosť motorov. Inovatívne elektromotory kombinujú najvyšší výkon s minimálnymi konštrukčnými rozmermi a v roku 2026 sa dostanú do sériovej výroby.

Vďaka špičkovému výkonu prevyšujúcemu 1 000 kW dokáže štúdia CONCEPT AMG GT XX dosiahnuť maximálnu rýchlosť viac ako 360 km/h. V súhre s novým vysokovýkonným akumulátorom určujú tri motory s axiálnym tokom úplne nové štandardy, predovšetkým v oblasti trvalého výkonu. CONCEPT AMG GT XX sa tak dokáže opakovane pohybovať na hranici svojich možností a ponúka novú úroveň kontinuálneho výkonu, ktorý bol vo svete elektrickej mobility takmer nemysliteľný – až doteraz. Teplota akumulátora je v optimálnom rozsahu aj pri intenzívnom jazdení. Tento optimálny teplotný rozsah okrem výkonu na ceste umožňuje aj extrémne rýchle nabíjanie. Štúdiu vozidla pritom možno dobiť energiou na približne 400 kilometrov (WLTP) v priebehu asi piatich minút. Tento dojazd zodpovedá približne trase z Affalterbachu po okruh v Spa-Francorchamps. Po zastávke na nabíjanie dokáže vozidlo okamžite poskytovať plný výkon, čo je doteraz nevídaná schopnosť.

Výrazné výhody v súvislosti s charakterom výkonu, hmotnosťou a konštrukčným priestorom 

Motory s axiálnym tokom prinášajú množstvo výhod: sú výrazne kompaktnejšie, ľahšie a predovšetkým výkonnejšie ako konvenčné elektromotory (motory s radiálnym tokom). Preto je hustota výkonu motorov s axiálnym tokom približne trikrát vyššia ako u bežných elektromotorov. Inovatívne motory sú pritom o asi dve tretiny ľahšie a súčasne vyžadujú len tretinu konštrukčného priestoru. Tento kompaktný dizajn motora tak dodáva väčšiu slobodu pri návrhu celkového riešenia hnacieho ústrojenstva. Inovatívny pohon v porovnaní s bežnými elektromotormi presviedča výrazne vyšším trvalým výkonom a vyšším krútiacim momentom. To umožňuje jazdné výkony na najvyššej úrovni, ktoré možno veľmi často dosiahnuť opakovane za sebou.

Spôsob fungovania: v motore s axiálnym tokom prebieha elektromagnetický tok rovnobežne s osou otáčania motora. V konvenčnom elektromotore sa tento elektromagnetický tok zasa pohybuje kolmo na os otáčania. Veľké konštrukčné diely sú pri motore s axiálnym tokom vyhotovené ako úzke kotúče: stator pritom zľava a sprava sendvičovo obklopujú dva rotory. Takéto usporiadanie statora a rotorov umožňuje optimálny prenos sily na rotory prostredníctvom elektrického poľa vytvoreného statorom. V štúdii CONCEPT AMG GT XX má táto kombinácia na prednej náprave šírku len necelých deväť centimetrov, šírka každého z dvoch motorov na zadnej náprave je dokonca len približne osem centimetrov.

Presvedčivá sila: špičkový výkon prevyšujúci 1 000 kW

V štúdii CONCEPT AMG GT XX sú zárukou výnimočného celkového výkonu hneď tri z týchto inovatívnych elektromotorov: k dispozícii je špičkový výkon viac ako 1 000 kW (> 1 360 k). Motory sú pritom na každej náprave zabudované do vysokovýkonnej jednotky elektrického pohonu (HP.EDU). Jednotka HP.EDU na zadnej náprave obsahuje dva motory s axiálnym tokom, ktoré sú spolu s kompaktnou planétovou prevodovkou a invertorom zabudované do jednej skrine. Motory a prevodovka sú chladené olejom. Na to je potrebná riadiaca jednotka čerpadla s hydraulickými čerpadlami a sacími filtrami. Aj tieto komponenty sú priestorovo úsporne integrované do HP.EDU.

HP.EDU na prednej náprave okrem motora s axiálnym tokom pozostáva z prevodovky s kolesami s čelným ozubením a invertora. Predný elektrický pohon funguje ako „posilňovací motor“ (Boostermotor). Pripojí sa len vtedy, keď je na prednej náprave potrebný príslušný dodatočný výkon alebo trakcia. Ak predný elektromotor nie je potrebný, odpojí ho odpojovacia jednotka (DCU – Disconnect Unit). Na dosiahnutie optimálnej výkonnosti pri zrýchľovaní a rekuperácii sa DCU zopne. Pri ustálenej jazde, malom zaťažení a jazde zotrvačnosťou sa opäť odpojí, čím sa obmedzia zbytočné straty v dôsledku vlečenia a zvýši sa efektívnosť.

Novovyvinutý článok akumulátora na splnenie najvyšších nárokov na výkon 

Stredobodom je kompletne nanovo vyvinutý článok akumulátora, ktorý je navrhnutý na maximálny výkon. Štúdia CONCEPT AMG GT XX využíva cylindrické články, ktoré sú nápadne vysoké a úzke. Tento formát prináša výrazné výhody pri chladení článkov: vďaka malému priemeru je vzdialenosť od jadra článku k jeho povrchu mimoriadne malá. Takto možno rýchlo odviesť teplo vznikajúce v čase zaťaženia a každý jednotlivý článok možno udržiavať v optimálnom teplotnom rozsahu.

Nanovo vyvinuté je aj laserom zvárané hliníkové puzdro článkov. Je ľahšie ako bežne používané oceľové plášte a má výrazne lepšiu elektrickú a tepelnú vodivosť. To so sebou prináša výhody pri cielenom temperovaní článku a v prípade potreby umožňuje rýchlejšie ochladzovanie alebo zohrievanie.

Články sú vyhotovené s celoplošnými zberačmi. To znamená, že obal článku je celoplošne elektricky a tepelne pripojený na póly. Takto možno výrazne znížiť vnútorný odpor článkov, čo umožňuje najvyššie výkony pri nabíjaní a vybíjaní. Okrem toho sú články s celoplošnými zberačmi mimoriadne robustné a fungujú spoľahlivo aj v náročných situáciách s vysokým zaťažením.

Ďalšou novinkou je optimalizované prevádzkové okno: články s celoplošnými zberačmi boli vopred podrobne zmerané a otestované s použitím špeciálnych referenčných elektród a snímačov jadrovej teploty. Zozbierané údaje boli implementované do softvéru systému manažmentu akumulátora, čo umožnilo lepšie modelovanie správania článku, a tým aj podstatné zvýšenie výkonu nabíjania pri vyšších teplotách.

V rámci štúdie CONCEPT AMG GT XX sa využíva interne vyvinuté chemické zloženie článkov. Základom je NCMA (nikel/kobalt/mangán/hliník) v katóde, ako aj anóda s obsahom kremíka. Okrem toho ponúka doteraz jedinečnú kombináciu vysokej energetickej hustoty viac ako 300 Wh/kg, resp. 740 Wh/l na úrovni článku, vysoký výkon nabíjania a dlhú životnosť.

V konečnom dôsledku je kombinácia vysokého a úzkeho formátu, hliníkového puzdra, technológie článkov s celoplošnými zberačmi a chemického zloženia NCMA v každom jednom článku akumulátora základom maximálneho výkonu, predovšetkým v rámci trvalého výkonu.

Inteligentné priame chladenie článkov akumulátora 

Jednotlivé články sú zlúčené do laserom zváraných plastových modulov. Aj v tomto prípade je stredobodom myšlienka vysokého výkonu. V plastových moduloch je integrované priame chladenie článkov, ktoré zabezpečuje optimálne odvádzanie tepla. Špičkové chladiace médium na báze elektricky nevodivého oleja obteká každý jeden článok a optimálne ho temperuje. Chladiace médium preteká kanálmi chladenia do modulov, ktoré sú navrhnuté na rovnomerné chladenie všetkých článkov. Špeciálny systém vedení zabezpečuje rovnomerné zásobovanie chladiacim olejom. V štúdii CONCEPT AMG GT XX sa používa viac ako 3 000 článkov.

K celkovej výkonnosti prispieva aj vysoké napätie lítiovo-iónového akumulátora energie viac ako 800 voltov. Výhodami vysokého napätia sú nižšia hmotnosť vďaka ľahšiemu zväzku káblov, ako aj vyšší trvalý výkon a kratšie časy nabíjania akumulátora. Výrazne nižšie sú aj straty počas nabíjania cez nabíjací kábel.

Regulácia teploty zabezpečujúca krátke časy nabíjania a dlhú životnosť

V prípade HP.EB je regulácia teploty inteligentne prispôsobená rôznym jazdným situáciám. Zohrievanie na dosiahnutie optimálneho teplotného okna prebieha rýchlo a presne. Maximálny výkon je k dispozícii vo veľkom teplotnom rozsahu.

Prevádzková stratégia je naprogramovaná tak, aby sa z akumulátora mohol získať maximálny výkon, pričom sa úroveň teploty následne zníži priamym chladením. Inteligentný tepelný manažment udržiava prednastavenú hodnotu teploty chladiaceho média v každom module článkov presne tam, kde je to práve potrebné („chladenie na základe dopytu“). Dôsledok: akumulátor energie si zachováva svoju vysokú výkonnosť aj pri dynamickom spôsobe jazdenia, počas ktorého vozidlo často zrýchľuje (akumulátor sa vybíja) a spomaľuje (akumulátor sa nabíja prostredníctvom rekuperácie). Účinné priame chladenie tak v spolupráci s článkom umožňuje vysokú trvalú hustotu výkonu.

Nabíjanie je takmer rovnako rýchle ako tankovanie

Aj nabíjací výkon určuje nové štandardy. A aj v tomto prípade je dôvodom priame chladenie. K tomu sa ešte pridáva optimalizovaný tepelný manažment článkov a vedení počas nabíjania. CONCEPT AMG GT XX dosahuje veľmi vysoký priemerný výkon nabíjania viac ako 850 kW pri 1 000 ampéroch vo veľkom rozsahu krivky nabíjania.

Primerane k nabíjaciemu výkonu vozidla úzko spolupracovala divízia Mercedes-Benz Charging, so spoločnosťou Alpitronic, ktorá je lídrom na európskom trhu v oblasti vysokovýkonného nabíjania. Spoločnosť Alpitronic vyvinula prototyp nabíjacieho stojana. Je to prvý nabíjací stojan, ktorý prenáša takto vysoké hodnoty elektrického prúdu cez štandardný kábel CCS.

Mercedes‑Benz rozšíri infraštruktúru vlastnej nabíjacej siete Mercedes-Benz o ďalšiu generáciu vysokovýkonných nabíjacích stojanov pre budúci sériový model. Zákazníci tak budú profitovať z ohromne rýchleho nabíjania, pričom rozdiel medzi časmi nabíjania a bežného tankovania paliva je len zanedbateľný.

Holá karoséria plus obal akumulátora: bezpečnosť ako najvyššia priorita 

Holá karoséria vozidla CONCEPT AMG GT XX je založená na novej architektúre AMG.EA a ide o kompletne novú konštrukciu. Inteligentná kombinácia materiálov z hliníka, ocele a vláknového kompozitu je spojením nízkej hmotnosti a vysokej tuhosti, ktorá je typická pre AMG. Optimalizované prierezy materiálov a tvary konštrukčných dielov šetria priestor pre sofistikovanú techniku a špičkový podvozok.

Vysokovoltový akumulátor je stredovo integrovaný do štruktúry elektrického skejtbordu. Chránený obal akumulátora obklopuje moduly článkov, všetky spínacie konštrukčné diely a systém manažmentu akumulátora (BMS) a je výsledkom vlastného exkluzívneho vývoja AMG. Určené dráhy priečneho zaťaženia spájajú vysokú torznú tuhosť s nízkou hmotnosťou a vytvárajú základ pre vysokú bezpečnosť pri náraze.

Obal akumulátora je súčasťou konštrukcie vozidla a je integrovaný do koncepcie ochrany pri náraze. Akumulátor, vysokovoltové (VV) vedenia a ďalšie vysokovoltové komponenty sú navrhnuté a zabezpečené tak, aby spĺňali vysoké bezpečnostné požiadavky značky Mercedes‑Benz. Okrem zákonných predpisov musia byť splnené aj prísne interné bezpečnostné štandardy značky Mercedes-Benz.

Aerodynamika podporuje aj ďalšie funkcie chladenia

CONCEPT AMG GT XX okrem veľkých výduchov vzduchu na prednej kapote využíva aj pasívnu dosku chladiča, ktorá je umiestnená vpredu na spodku karosérie a na chladenie využíva prúdenie vzduchu pod vozidlom. Ďalším prvkom je aktívny systém regulácie vzduchu AIRPANEL, ktorý je známy zo sériových modelov AMG GT a v tomto prípade bol ešte viac zdokonalený. Týmto spôsobom sa podarilo dosiahnuť najlepší kompromis v oblasti chladenia a odporu vzduchu. Systém podľa potreby reguluje prúdenie vzduchu na viacerých stupňoch a pracuje s lamelami, ktoré sú ukryté za otvorom na prívod vzduchu v spojleri predného nárazníka. Za normálnych okolností sú tieto lamely zatvorené. Táto poloha znižuje odpor vzduchu a umožňuje cielené vedenie vzduchu smerom k spodku karosérie. K otvoreniu lamiel vo viacerých stupňoch a prúdeniu primeraného chladiaceho vzduchu k výmenníkom tepla dôjde až vtedy, keď vopred definované komponenty dosiahnu určité hodnoty teploty a nároky na prívod chladiaceho vzduchu sú mimoriadne vysoké.

Dizajn interiéru: puristický kokpit s viditeľnými technickými prvkami

Interiér štúdie CONCEPT AMG GT XX je rovnako ako v pretekárskom vozidle zredukovaný na to najnutnejšie, no zároveň ponúka luxusný vzhľad. Takmer celý interiér je ponorený do čiernej farby. Strieborné a oranžové prvky pritom jasne a výrazne vystupujú do popredia a vizuálne zdôrazňujú redukciu na technické prvky. Stredobodom sú vysokokvalitné materiály s rôznymi textúrami, ktoré presviedčajú nielen svojím vzhľadom, ale aj na dotyk. Viditeľné štruktúry holej karosérie a komponenty interiéru inšpirované vysokovoltovými vedeniami vytvárajú úzke prepojenie s motoristickým športom, z ktorého sa zrodila značka AMG. Puristický kokpit s dvomi integrovanými obrazovkami je precízne zameraný na jazdenie: na obsluhu kompletného združeného systému a ovládania vozidla slúžia dva veľké LCD displeje: združený prístroj s uhlopriečkou 26 centimetrov (10,25 palca) a multimediálny dotykový displej s uhlopriečkou 35,6 centimetra (14 palcov). Displeje sú ergonomicky orientované na vodiča a sú vypracované so vzhľadom jednoliatej sklenenej plochy.

Volant má takmer štvorcovú formu, podobne ako vo vozidle AMG ONE, a dve priečne výstuhy na každej strane, ktoré sú inšpiráciou z pretekárskeho športu. Pomocou páčok na volante možno regulovať rekuperáciu. Ukazovateľ na stĺpiku riadenia prostredníctvom ôsmich svetelných diód s rôznymi farebnými kódmi signalizuje stav nabitia (modrá), rekuperáciu a aktuálne využívanú výkonnosť (červená) vozidla CONCEPT AMG GT XX. To všetko dopĺňajú dve okrúhle tlačidlá AMG na volante, pomocou ktorých sa ovládajú ďalšie funkcie a ktoré prostredníctvom farebných ikon znázorňujú možnosti výberu.

Vysoká miera trakcie a jazdnej stability: plnovariabilný náhon na všetky kolesá AMG Performance 4MATIC+

CONCEPT AMG GT XX prenáša svoju silu na vozovku pomocou náhonu na všetky kolesá AMG Performance 4MATIC+. Tri elektromotory, ktoré sú od seba kompletne oddelené, umožňujú plnovariabilné rozdeľovanie momentu na predné a zadné kolesá. To zabezpečuje vysokú trakciu a bezpečnosť jazdy a zároveň aj vyššiu efektívnosť. Prelínanie medzi náhonom na zadné kolesá a náhonom na všetky kolesá a späť prebieha kontinuálne na základe sofistikovanej matrice, ktorá riadiace algoritmy integruje do celkovej systémovej architektúry vozidla.

Fluidný svetelný lak MBUX

Zovňajšok vozidla CONCEPT AMG GT XX zaujme svetielkujúcimi segmentmi lakovania. Vďaka tomu sú v noci špeciálne stvárnené určené oblasti na vozidle. Experti z oddelenia výskumu a vývoja na to využívajú technológiu elektroluminiscencie: špeciálne farebné pigmenty emitujú svetlo ako reakciu na privádzané striedavé napätie. Jasno svietiaci lak je preto výrazne dobre viditeľný aj v tme. Lak sa nanáša vo viacerých elektricky vodivých a izolujúcich vrstvách. Značka Mercedes‑AMG tento lak už úspešne použila na pretekárskom vozidle GT3 počas 24-hodinových pretekov na okruhu Nürburgring. V prípade štúdie CONCEPT AMG GT XX sú bočné obloženia prahov zvýraznené osvetlenými segmentmi zodpovedajúc logu AMG. Lak však neslúži len na efektné stvárnenie počas noci: v priebehu nabíjania slúži aj ako komunikačný prostriedok a vizuálne ozvláštňuje proces nabíjania. Keď sa jednotlivé segmenty postupne vypnú, vozidlo CONCEPT AMG GT XX je pripravené na cestu a pri odjazde ešte dá ďalší signál.

Reproduktory v predných svetlometoch 

Ďalšia inovácia nanovo prepája svetlo a zvuk: reproduktory, ktoré vydávajú jazdný zvuk do vonkajšieho okolia, sú v štúdii CONCEPT AMG GT XX prvýkrát integrované v predných svetlometoch. Teleso svetlometu využívajú ako dutinu reproduktoru. Takýto spôsob integrácie šetrí konštrukčný priestor, znižuje hmotnosť a umožňuje nové varianty zvuku. Inovatívne reproduktory navyše slúžia ako generátory signálu na ochranu chodcov. K tomu sa pridáva aj technológia pasívnej membrány vo zvukovej lište (soundbar). Táto technológia umožňuje nízkofrekvenčnú a intenzívnejšiu reprodukciu basov, pretože lepšie využíva dostupný konštrukčný priestor.

Komunikácia s vonkajším svetom prostredníctvom fluidného svetelného panela MBUX na zadnej časti vozidla

Zaujímavým prvkom na zadnej časti je inovatívny panel fluidný svetelný panel MBUX, ktorý obsahuje viac ako 700 individuálne ovládateľných svetelných diód RGB. Toto moderné inscenovanie svetla umožňuje aktívnu komunikáciu s vonkajším svetom s trojrozmerným vzhľadom pixelov a priestorovým efektom hĺbky. Predná strana bola opracovaná opieskovaním na dosiahnutie dokonalej homogénnosti osvetlenia pozadia každého pixela. Inovatívna vnútorná štruktúra zabraňuje rozptylu svetla medzi pixelami a zabezpečuje vynikajúcu kvalitu obrazu. Vo vypnutom stave má panel elegantný trojrozmerný vzhľad pixelov. Po zapnutí vzniknú vďaka neočakávanému inscenovaniu svetla mimoriadne svetelné efekty.

Vďaka inteligentnému softvérovému riešeniu možno teraz prvýkrát v reálnom čase zobraziť informácie z vozidla v podobe textu alebo animácie. Zobrazovať pritom možno rôzne obsahy, napríklad digitálne logo AMG alebo aktuálny priebeh nabíjania.

Sedadlá: inovatívna ergonómia šitá na mieru z 3D tlačiarne

Predné škrupinové sedadlá sú odvodené od pretekárskych škrupinových sedadiel z uhlíkových vlákien s vetracími otvormi a integrovanými opierkami hlavy. Novinkou sú ergonomicky optimalizované sedacie podušky s otvorenou trojrozmernou štruktúrou. Vďaka optimalizovanej ergonómii v škrupine sedadla vozidla ponúkajú novú úroveň individuálneho prispôsobenia. Sú upevnené na suchý zips, a preto sa dajú ľahko vymeniť. Takto vzniká komfortná štruktúra sedadla, ktorá sa dá prispôsobiť konkrétnemu vodičovi. Sedacie podušky sú potiahnuté modernou biotechnologickou alternatívou kože LABFIBER vo farbe čierna pearl. Aj myšlienka ukrytá za sedacími poduškami má pôvod v pretekárskom športe. Tu má každý pilot svoje vlastné sedacie podušky, ktoré sa dajú rýchlo vymeniť – napríklad pri striedaní vodičov počas vytrvalostných pretekov. V rámci štúdie CONCEPT AMG GT XX bola pri individuálne stvárnených sedacích poduškách využitá technológia 3D tlače. Sken tela príslušnej osoby poskytuje údaje, ktoré sú relevantné pre ergonómiu. Šesťbodové bezpečnostné pásy zvýrazňujú športovú koncepciu dizajnu.

Patentovaná svetová novinka: 
aktívne, inteligentné, elektronicky ovládané aerokoleso s pohyblivými aerolopatkami

Osobitným highlightom z dielne AMG je aktívne aerokoleso. Toto koleso prvýkrát rieši hlavný konflikt medzi chladením bŕzd, aerodynamickou efektívnosťou a maximálnym dojazdom. Kovaný disk zo zliatiny hliníka s priemerom 21 palcov s 5-lúčovým dizajnom má päť pohyblivých plastových prvkov. Tieto lopatky priliehajú k disku, tesne ho uzatvárajú, a tým znižujú odpor vzduchu. Zlepšuje sa tým dojazd a znižuje sa energetická spotreba.

Riadiaci prístroj vo vozidle, ktorý okrem iného monitoruje a ovláda funkciu brzdovej sústavy, rozpozná potrebu intenzívnejšieho chladenia bŕzd. Tento riadiaci prístroj odošle signál do aktuátorov, ktoré sa vysunú a aktívne otvoria lopatky, čím sa na ráfiku kolesa otvorí kruhová štrbina. S podporou radiálnych lamiel na vnútornej strane aerodynamických lopatiek sa vzduch na chladenie bŕzd nasáva cez koleso a z kolesa. Takto zvýšený hmotnostný prietok vzduchu prináša nielen efektívnejšie chladenie bŕzd: aktívnym odvetrávaním podbehu kolesa, ktorý je aerodynamicky v interakcii so spodkom vozidla, zároveň pozitívne vplýva na aerodynamický prítlak vozidla.

Každé koleso má vo svojom náboji jednoduchý namontovateľný a odmontovateľný centrálny aktuátor, ktorý uvádza aerodynamické lopatky do pohybu. Čerešnička na torte: každý aktuátor je sebestačnou jednotkou, ktorá svoju elektrickú energiu získava sama cez minigenerátor prostredníctvom otáčania kolies. Aktuátor prostredníctvom rozhrania Bluetooth komunikuje bezdrôtovo s riadiacim prístrojom vo vozidle. Spolu s integrovaným vysokovýkonným akumulátorom dokáže preventívne uložiť energiu až na 200 pohybov lopatiek, čím je zaručené spoľahlivé chladenie bŕzd.

Prehľad najdôležitejších technických údajov