Mercedes-Benz geht den nächsten Schritt und präsentiert mit dem VISION EQXX ein innovatives Technologiekonzept für die Serienproduktion. Reichweite und Effizienz sind im Zeitalter der Elektromobilität maßgebliche Faktoren. Eine hohe Effizienz erlaubt es außerdem, eine kleinere und damit leichtere Batterie zu verwenden, um mit weniger mehr zu erreichen. Entsprechend interner, digitaler Simulationen ist davon auszugehen, dass der Technologieträger im realen Straßenverkehr mit einer einzigen Batterieladung über 1.000 Kilometer weit fahren wird.
Damit würde er in punkto Reichweite ein neues Level erreichen. Neben der Effizienzsteigerung waren Ressourcenschonung und bestmögliche Umweltverträglichkeit gleichberechtigte Entwicklungsziele. Deshalb wählten die Mercedes-Benz Ingenieure einen ganzheitlichen Ansatz. Angefangen bei der Verbesserung aller Komponenten des hochmodernen elektrischen Antriebsstrangs sowie der Verwendung von Leichtbauwerkstoffen und nachhaltigen Materialien. Hinzu kommen weitere Effizienzmaßnahmen, von den extrem rollwiderstandsarmen Reifen über die ausgefeilte Aerodynamik (cW 0,17) bis hin zum Einsatz modernster Software. Das Ergebnis: Der VISION EQXX überwindet die bisherigen technologischen Grenzen und setzt den neuen Maßstab für Energieeffizienz.
Als softwareoptimierter Prototyp ist der VISION EQXX Teil eines weitreichenden Technologieprogramms, das Mercedes-Benz ins Leben gerufen hat, um das effizienteste Elektroauto der Welt zu bauen. Dabei setzt der Erfinder des Automobils auf neueste Digitaltechnik und verbindet sie mit dem Pioniergeist, der die DNA der Marke prägt, der Agilität eines Start-ups und dem Tempo der Formel 1. Das Ergebnis ist ein Effizienz-Champion, der mit einer einzigen Batterieladung mehr als 1.000 Kilometer weit kommt. Das entspricht einem Energieverbrauch von weniger als 10 kWh pro 100 Kilometer bzw. einer Energieeffizienz von mehr als sechs Meilen pro kWh.
Mercedes-Benz hat beim VISION EQXX auch neue Bestmarken für Aerodynamik und Gewichtsreduktion gesetzt und ein softwarebasiertes Fahrzeugkonzept verwirklicht, das den Roadtrip für das Elektrozeitalter neu definiert. Statt einfach nur die Batterie zu vergrößern, konzentrierte sich das bereichsübergreifende internationale Entwicklungsteam auf die Maximierung der Langstreckeneffizienz – von der Antriebseffizienz über die Energiedichte der Batterie bis hin zu Aerodynamik und Leichtbau. Gleichzeitig ist der VISION EQXX eine progressive Interpretation der grundlegenden Mercedes-Benz Prinzipien von modernem Luxus und sinnlicher Klarheit.
Mit dem VISION EQXX eröffnet Mercedes-Benz neue Wege. Das Forschungsfahrzeug steht für einen mutigen und dennoch absolut realistischen Schritt in die Zukunft der Elektrofahrzeug-Technologie. Zusätzlich zu seiner herausragenden Energieeffizienz im Fahrbetrieb bietet der Technologieträger auch sinnvolle Antworten auf andere drängende Fragen. So wird beispielsweise der CO2-Fußabdruck durch die Verwendung von nachhaltigen Materialien erheblich reduziert. Das UI/UX besitzt ein völlig neues, einteiliges Display, das sich über die gesamte Innenraumbreite erstreckt. Elemente der Benutzeroberfläche unterstützen die nahtlose Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug. Unter anderem durch Künstliche Intelligenz (KI), die die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachahmt. Der softwaregesteuerte Entwicklungsprozess revolutioniert die Art und Weise, wie Elektroautos künftig entwickelt werden.
Der VISION EQXX ist das Ergebnis eines umfassenden Programms, das eine Blaupause für die Zukunft des Automobilbaus liefert. Viele der innovativen Entwicklungen werden bereits in die Produktion integriert, einige davon auch bei der nächsten Generation des MMA, der Modularen Architektur für Kompakt- und Mittelklassefahrzeuge von Mercedes-Benz.
Die Physik definiert Wärme als „Energie, die zwischen zwei Systemen aufgrund unterschiedlicher Temperaturen übertragen wird“. Bleibt diese Energie ungenutzt, kommt es zu Wärmeverlusten, die die Gesamteffizienz mindern. Um dem entgegenzuwirken, erhielt der VISION EQXX ein fortschrittliches Wärmemanagementsystem. Es bewahrt die Wärmeenergie und reduziert gleichzeitig den Kühlwiderstand. Beides wirkt effizienzsteigernd.
Diese innovative Lösung beruht auf dem Mercedes-Benz „cooling-on-demand“-Konzept, das für den VISION EQXX weiterentwickelt wurde. So ist in allen Betriebszuständen eine optimale Kühlung gewährleistet. Da der elektrische Antrieb dank seines hohen Wirkungsgrads nur wenig Abwärme entwickelt, konnte das Wärmemanagementsystem des Technologieträgers sehr kompakt und leicht gehalten werden. Das perfekt abgestimmte Zusammenspiel von Luftklappen, Kühlmittelventilen und Wasserpumpen sorgt dafür, dass der Triebstrang inklusive Leistungselektronik stets im optimalen Temperaturfenster arbeitet. Und das bei minimalem Energieverbrauch. Ursache dafür ist die effektive Kombination des Luftstrommanagementsystems mit einer Kühlplatte, die im Unterboden des Fahrzeugs platziert ist und den Luftstrom an dieser Stelle nutzt.
Dieses Kühlelement ist die aerodynamisch effizienteste Lösung, um den Temperaturhaushalt des Antriebsstrangs zu regulieren. Unter normalen Bedingungen kann es die Reichweite des Fahrzeugs um bis zu 20 Kilometer steigern. Nur bei sehr hohen Außentemperaturen oder dynamischer Fahrweise schaltet das Kühlsystem einen Gang höher. Die normalerweise geschlossenen Klappen an der Front des VISION EQXX öffnen sich bei höheren Temperaturen und leiten über ein Luftführungssystem zusätzliche Kühlluft ein. Die Einlässe sind entlang der Hochdruckzone des vorderen Stoßfängers angeordnet. Die Auslässe befinden sich in den Niederdruckzonen auf der Motorhaube.
Vorteil dieser bedarfsgesteuerten Kühlung: Bei geschlossenen Klappen bleibt der cW-Wert unverändert niedrig, was die meiste Zeit der Fall ist. Bei geöffneten Klappen steigt der Luftwiderstandsbeiwert nur um sieben Punkte (0,007). Falls das Fahrzeug im Stand gekühlt werden muss, schaltet sich ein zusätzliches Kühlgebläse ein (Thermoeffizienzmodus).
Die innovative Wärmepumpe des VISION EQXX nutzt die vom Antriebssystem erzeugte und in der Außenluft vorhandene Wärme für die Beheizung des Innenraums. Dank ihres hervorragenden Wirkungsgrads kann sie die Reichweite der Batterie etwa in kälteren Regionen der Welt deutlich steigern.
Wärme aus der Umgebungsluft bezieht die so genannte Multi-Source-Wärmepumpe über einen externen Wärmetauscher. Diese neue Zusatzfunktion vergrößert den Betriebstemperaturbereich. Dies ist besonders effektiv, wenn es darum geht, den Innenraum bei niedrigen Temperaturen schnell aufzuheizen. Und um auch die letzte Restwärme zu verwerten, nutzt sie bei der Entfeuchtung der Umgebungsluft die „Verdampfer-Enthalpie“. Die Enthalpie ist die latente Energie, die als Wärme freigesetzt wird, wenn Wasserdampf in der Luft seinen Aggregatzustand von gasförmig zu flüssig ändert.
Die Sonne ist die ursprüngliche Quelle aller Energie auf der Erde, gelangt aber meistens auf Umwegen zum Verbraucher – über Pflanzen, zum Beispiel. Für die Entwicklungsingenieure von Mercedes-Benz lag es daher auf der Hand, ohne „Zwischenhändler“ zu arbeiten und direkt zur Quelle am Himmel zu gehen, um dort zusätzliche Energie zu tanken.
Das elektrische System, das viele Nebenaggregate im VISION EQXX mit Strom versorgt, bezieht zusätzliche Energie aus 117 Solarzellen auf dem Dach. Es wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE – Europas größtem Forschungsinstitut für Solarenergie – entwickelt. Der somit reduzierte Energiebedarf des Hochvoltsystems führt unter dem Strich zu mehr Reichweite. An einem einzigen Tag und unter idealen Bedingungen kann dies bei Langstreckenfahrten bis zu 25 km extra Reichweite ergeben.
Mercedes-Benz und seine Partner arbeiten daran, die Solarenergie auch zum Laden des Hochvoltsystems zu nutzen.
Stand: Januar 2022; Fotos: Mercedes-Benz