Mercedes Vision EQXX, auto elettrica con 1.000 km di autonomia
Mercedes EQXX è il prototipo dell’auto elettrica del futuro secondo il brand tedesco, con oltre 1.000 km di autonomia, batteria da 900 V e con materiali naturali e riciclati all’interno.
Al CES di Las Vegas 2022 ha debuttato l’auto elettrica del futuro secondo Mercedes-Benz, con oltre 1.000 km di autonomia, una batteria da 100 kWh e un consumo energetico inferiore a 10 kWh per 100 chilometri. Con il concept Vision EQXX il marchio tedesco ha spinto la propulsione elettrica al massimo dell’efficienza, potendo contare anche sulla sua esperienza vincente in Formula 1.
Molte delle caratteristiche di questo prototipo saranno proposte sulle nuove auto Mercedes-Benz dal 2024.
Mercedes-Benz Vision EQXX auto elettrica del futuro
Stracciando il libro delle regole dell’ingegneria automobilistica, con la Vision EQXX Mercedes-Benz ha costruito un’auto elettrica basata su software che reimmagina il viaggio su strada per l’era elettrica. Allo stesso tempo, presenta un’interpretazione altamente progressiva dei principi fondamentali Mercedes-Benz del lusso moderno.
Anziché limitarsi ad aumentare le dimensioni della batteria, un team internazionale interfunzionale si è concentrato sulla massimizzazione dell’efficienza sulle lunghe distanze. Hanno centrato tutti gli obiettivi in termini di efficienza della trasmissione, densità di energia, aerodinamica e design leggero.
Mercedes-Benz Vision EQXX, caratteristiche motore elettrico
La Vision EQXX può contare su una potenza di circa 150 kW (204 CV) e su una trasmissione elettrica super efficiente (che comprende tutto, dalla batteria all’unità di trasmissione elettrica alle ruote).
Incaricato di una serie di obiettivi molto chiari e specifici, il team di progettazione ha deciso di creare una trasmissione elettrica con una combinazione eccezionale di efficienza, densità energetica e ingegneria leggera. In una sola una cifra: efficienza del 95%. Ciò significa che fino al 95% dell’energia della batteria finisce sulle ruote.
L’unità di propulsione elettrica della vision EQXX è un’unità dedicata costituita dal motore elettrico, dalla trasmissione e dall’elettronica di potenza con una nuova generazione di carburi di silicio. L’unità elettronica di potenza è basata su quella dell’hypercar Mercedes-AMG Project ONE.
Mercedes-Benz Vision EQXX batteria e autonomia
Invece di aumentare semplicemente le dimensioni della batteria, Mercedes-Benz e il team HPP hanno sviluppato un pacco batteria completamente nuovo, raggiungendo una notevole densità di energia di quasi 400 Wh/l. Questa cifra di riferimento è ciò che ha permesso di inserire un pacco batteria con poco meno di 100 kWh di energia utilizzabile. L’autonomia supera i 1.000 km, la distanza da Berlino a Parigi con una sola carica.
Il sostanziale aumento della densità di energia deriva in parte dai significativi progressi nella chimica degli anodi. Il loro contenuto di silicio più elevato e la composizione avanzata significano che possono contenere molta più energia rispetto agli anodi comunemente usati. Inoltre la piattaforma, sviluppata congiuntamente da Mercedes-Benz R&D e HPP, ha creato più spazio per le celle e ha contribuito a ridurre il peso complessivo.
Il vano separato per i componenti elettrici ed elettronici (EE), chiamato OneBox, ha creato anch’esso più spazio per le celle, con ulteriori vantaggi per l’installazione e la rimozione. OneBox integra anche nuovi dispositivi di sicurezza con operazioni efficienti dal punto di vista energetico, che consumano molta meno energia rispetto al componente equivalente in un veicolo elettrico di produzione.
Mercedes-Benz Vision EQXX batteria 900 V
Incaricato di spingere il limite della fattibilità tecnica a tutti i livelli, il team di sviluppo della batteria ha anche deciso di sperimentare un voltaggio insolitamente alto. L’aumento della tensione a più di 900 volt si è rivelato uno strumento di ricerca estremamente utile per lo sviluppo dell’elettronica di potenza. Il team è stato in grado di raccogliere una grande quantità di dati preziosi e sta attualmente valutando i potenziali benefici e le implicazioni per la futura produzione in serie.
Molti altri aspetti del design della batteria si aggiungono alla sua eccezionale efficienza. Ad esempio, il suo coperchio leggero è stato progettato congiuntamente da Mercedes-AMG HPP e dai loro partner di telaio al Mercedes-Grand Prix.
Il coperchio è realizzato con un materiale composito unico e sostenibile derivato dagli scarti della canna da zucchero, rinforzato con fibra di carbonio, come utilizzato nella Formula 1. La batteria dispone anche del bilanciamento attivo delle celle, il che significa prelevare l’energia in modo uniforme dalle celle mentre l’auto è in movimento. Nel complesso, la batteria pesa circa 495 kg, compreso l’OneBox.
Gestione termica auto elettrica Mercedes-Benz
Nella ricerca dell’efficientamento energetico Vision EQXX dispone di un avanzato sistema di gestione termica. Da un lato preserva l’energia termica e dall’altro riduce notevolmente la resistenza al raffreddamento. Entrambi contribuiscono alla massima efficienza.
Come? Il concetto Mercedes-Benz “raffreddamento su richiesta” è stato ulteriormente sviluppato, non solo per un raffreddamento ottimale in base alle circostanze prevalenti. L’eccezionale efficienza dell’unità di alimentazione elettrica significa che genera solo un minimo di calore disperso.
Ciò ha contribuito a mantenere il sistema di gestione termica estremamente piccolo e leggero. L’interazione accuratamente progettata di otturatori aerodinamici, valvole del refrigerante e pompe dell’acqua assicura che l’unità di azionamento elettrica, che comprende l’elettronica di potenza, il motore elettrico e la trasmissione, mantenga l’equilibrio di temperatura più efficiente al minimo costo energetico. Tecnicamente, questo sistema è una combinazione di un innovativo sistema di gestione del flusso d’aria e di una piastra di raffreddamento.
La piastra di raffreddamento è installata nel pavimento del veicolo, consentendogli di sfruttare l’aria che scorre lungo la parte inferiore. Inoltre, gli otturatori normalmente chiusi nella parte anteriore della Vision EQXX si aprono quando sale la temperatura e inviano aria di raffreddamento extra lungo un sistema di guide dell’aria. Le prese d’aria per queste guide d’aria sono posizionate in modo intelligente lungo la zona di massima pressione del paraurti anteriore. Al contrario, gli scarichi si trovano in zone di bassa pressione lungo la parte superiore del cofano.
La bellezza di questo approccio “raffreddamento su richiesta” è che, quando le serrande sono aperte, aggiunge solo sette punti (0,007) al coefficiente di resistenza. Se è necessario il raffreddamento quando il veicolo è fermo, interviene una ventola di raffreddamento di riserva (modalità di efficienza termica).
L’innovativa pompa di calore aspira il calore generato dal sistema di azionamento e dall’aria ambiente esterna per mantenere l’ambiente accogliente. La sua impressionante efficienza è una spinta importante per l’autonomia della batteria nelle parti più fredde del mondo.
Questa pompa di calore multi-sorgente recupera il calore residuo dalla trasmissione e dispone di uno scambiatore di calore esterno che assorbe il calore dall’aria ambiente. Non disponibile nelle precedenti pompe di calore Mercedes-Benz, questa funzione aumenta l’intervallo di temperatura di esercizio. Ciò è particolarmente utile per riscaldare rapidamente l’abitacolo ed è molto efficace a temperature più basse.
Mercedes-Benz Vision EQXX tetto a energia solare
L’impianto elettrico che alimenta molti dei dispositivi ausiliari della Vision EQXX trae energia aggiuntiva da 117 celle solari sul tetto. È stato sviluppato in collaborazione con il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, il più grande istituto di ricerca sull’energia solare in Europa.
Il risultato netto della riduzione del consumo di energia sul sistema ad alta tensione è un aumento della portata. In un solo giorno e in condizioni ideali, questo può aggiungere fino a 25 km di autonomia nei viaggi a lunga distanza.
L’energia solare è immagazzinata in una leggera batteria al litio-ferro-fosfato, che fornisce un ventilatore per il clima, le luci, il sistema di infotainment e altri accessori. Mercedes-Benz e i suoi partner stanno lavorando per utilizzare l’energia solare anche per caricare il sistema ad alta tensione.
Mercedes-Benz Vision EQXX aerodinamica
Dal punto di vista aerodinamico Vision EQXX si caratterizza per un coefficiente di resistenza aerodinamica ultrasottile e fluido di 0,17. Le superfici della Vision EQXX scorrono lisce dalla parte anteriore, sviluppando spalle potenti ma sensuali sopra i passaruota posteriori. Questo flusso naturale si conclude con un bordo a strappo aerodinamicamente definito, accentuato da un rivestimento finale nero lucido, punteggiato dai gruppi ottici posteriori.
Verniciata in un affascinante argento Mercedes-Benz alubeam, il corpo della Vision EQXX culla la cupola liscia dell’abitacolo mentre scorre elegantemente come una goccia d’acqua verso la parte posteriore. Il diffusore posteriore retrattile è un potente esempio della collaborazione tra design, aerodinamica e ingegneria, che si dispiega solo a velocità più elevate quando l’aria diventa un avversario considerevolmente più duro. Quando retratto, si inserisce perfettamente nella carrozzeria, preservando l’equilibrio, le proporzioni e l’estetica leggera della parte posteriore.
La Vision EQXX inoltre presenta una serie di dettagli aerodinamici attivi e passivi meno evidenti, ma ugualmente importanti, come la piccola area frontale. Questo ingegnoso layout si abbina ai copriruota per rimuovere quasi ogni accenno di separazione aerodinamica dalle ruote anteriori.
E mentre tutto ciò accade, i percorsi dell’aria guidano persino l’aria di raffreddamento aggiuntiva sul cofano, aprendo le paratie di raffreddamento se necessario. Questo riduce sia la resistenza alle interferenze attorno agli specchietti sia la resistenza complessiva rispetto ad un’uscita convenzionale nel sottoscocca.
Mercedes-Benz Vision EQXX caratteristiche esterni
Nonostante la sua piccola area frontale, la parte anteriore della Vision EQXX racchiude un grande esempio di design. Una fascia di luce sopra la griglia nera lucida con riflessi oro rosa fluisce senza sforzo nei fari a risparmio energetico, evocativi di quelli dell’EQS.
Ciascun faro è composto da due elementi a forma di stella, il più grande dei quali alloggia i gruppi ottici anabbaglianti e abbaglianti dietro una lente centrale lucida. Questa disposizione, abbinata al motivo a stella 2D sul paraurti anteriore, offre un’anteprima dei dettagli del design della parte anteriore che saranno presenti nei futuri modelli Mercedes-Benz.
Per la Vision EQXX gli ingegneri Mercedes-Benz hanno lavorato in collaborazione con Bridgestone e, insieme, hanno sfruttato il pneumatico Turanza Eco di Bridgestone combinato con ENLITEN leggero ed ecologico e la tecnologia ologic che consente una resistenza al rotolamento ultra bassa.
Il design del pneumatico presenta anche pareti laterali ottimizzate aerodinamicamente per adattarsi alle coperture montate su cerchi da 20 pollici, leggeri e forgiati in magnesio.
Mercedes-Benz Vision EQXX abitacolo con materiali riciclati
Nell’abitacolo della Mercedes-Benz Vision EQXX sono stati utilizzati materiali naturali e riciclati: dai funghi alla seta vegana. L’interno presenta così un gran numero di materiali innovativi provenienti da start-up di tutto il mondo. Ad esempio, le maniglie delle porte sono realizzate con la fibra Biosteel di AMsilk.
Questo tessuto simile alla seta ad alta resistenza, basato sulla biotecnologia e certificato vegano, proviene dall’inventore della fibra biofabbricata (identica alla natura).
Un altro materiale sostenibile che arricchisce l’interno è Mylo, un’alternativa in pelle vegana verificata a base di micelio, che è la struttura sotterranea simile a una radice dei funghi.
L’alternativa alla pelle senza animali, chiamata Deserttex, è un biomateriale sostenibile a base di cactus realizzato con fibre di cactus polverizzate combinate con una matrice di poliuretano sostenibile a base biologica. I tappeti invece sono realizzati al 100% in fibra di bambù.
Nell’abitacolo del concept troviamo anche materiali di scarto riciclati, come le bottiglie in PET riciclate, in un tessuto scintillante per migliorare l’area del pavimento e il rivestimento delle porte.
Più in alto, all’interno, i designer hanno utilizzato Dinamica, realizzato con il 38% di PET riciclato, per creare un effetto avvolgente che collega il bordo superiore dello schermo monoblocco con le porte e il rivestimento del padiglione. L’interno presenta anche materiale UBQ, un sostituto della plastica sostenibile ricavato dai rifiuti domestici e dalle discariche municipali.
Mercedes-Benz Vision EQXX tecnologia a bordo
Un’altra caratteristica chiave dell’efficienza del Vision EQXX che prende spunto dalla natura è il modo in cui pensa. Utilizza una forma innovativa di elaborazione delle informazioni chiamata calcolo neuromorfico. L’hardware gestisce le cosiddette reti neurali spiking.
Le informazioni sono codificate in picchi discreti e l’energia viene consumata solo quando si verifica un picco, il che riduce il consumo di energia di ordini di grandezza.
Lavorando con gli esperti di intelligenza artificiale con sede in California BrainChip, gli ingegneri Mercedes-Benz hanno sviluppato sistemi basati sull’hardware e sul software AkidadiBrainChip. L’esempio nella Vision EQXX è il rilevamento hot-word “Hey Mercedes”. Strutturato secondo principi neuromorfici, è da cinque a dieci volte più efficiente del controllo vocale convenzionale.
Sebbene l’informatica neuromorfica sia ancora agli inizi, sistemi come questi saranno disponibili sul mercato nel giro di pochi anni. Se applicati su larga scala in un veicolo, hanno il potenziale per ridurre radicalmente l’energia necessaria per eseguire le più recenti tecnologie di intelligenza artificiale.
L’interfaccia utente e l’esperienza utente all’interno di Vision EQXX ci catapultano in un futuro altamente reattivo, intelligente e guidato dal software. Su questo prototipo troviamo il primo display completamente senza soluzione di continuità in una Mercedes-Benz che misura 47,5 pollici da un montante all’altro.
Con una risoluzione 8K (7680×660 pixel), il display mini-LED sottile e leggero funge da portale che collega il guidatore e gli occupanti con l’auto e il mondo esterno. Un avatar stellato è la guida eterea. Il sistema gestisce le informazioni per garantire che il conducente abbia ciò di cui ha bisogno quando ne ha bisogno, alle sue condizioni.
Mercedes-Benz Vision EQXX navigatore 3D in tempo reale
Il team Mercedes-Benz ha lavorato con gli esperti di navigazione NAVIS Automotive Systems, inc. (NAVIS-AMS) per sviluppare il primo sistema di navigazione 3D in tempo reale su uno schermo di queste dimensioni. Esegue funzioni di zoom e scorrimento senza soluzione di continuità dalla vista satellitare fino ad un’altezza di 10 metri nella rappresentazione 3D della città. Eseguito sul display monoblocco, offre all’utente una guida del percorso straordinariamente chiara, precisa e intuitiva.
L’ulteriore sviluppo dell’assistente vocale “Hey Mercedes” è coinvolgente ed espressivo grazie alla collaborazione tra gli ingegneri Mercedes-Benz e gli esperti di sintesi vocale di Sonantic. Con l’aiuto dell’apprendimento automatico, il team ha conferito a “Hey Mercedes” un carattere e una personalità distintivi. Oltre a sembrare straordinariamente reale, l’espressione emotiva pone la conversazione tra guidatore e auto ad un livello completamente nuovo, più naturale e intuitivo.
Il display monoblocco è anche altamente efficiente dal punto di vista energetico. La sua retroilluminazione mini-LED è composta da oltre 3.000 zone di regolazione locale, il che significa che consuma energia solo se e quando necessario in parti specifiche dello schermo.
La schermata di navigazione 3D si adatta al tipo di contenuto mostrato. Ad esempio, se si sta guidando in un’area urbana, la visualizzazione astratta degli edifici circostanti aiuta ad orientarsi in mezzo a strade densamente affollate.
Tuttavia, se si viaggia in autostrada o su strada, il livello di dettaglio diminuisce per fornire una panoramica più chiara del viaggio. Questo ha l’ulteriore vantaggio, in termini di efficienza, di ridurre il consumo energetico del display.
Foto Mercedes-Benz Vision EQXX
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