Mercedes-Benz Vision EQXX Concept
Dojezd a efektivita budou definovat elektrickou éru. Mimořádný dojezd učiní elektromobily vhodnými pro každou cestu a pomůže zvýšit jejich celkové rozšíření. Menší velikost a hmotnost baterie zlepší efektivitu, což nám umožní dojet dál s méně energie. Mercedes-Benz je odhodlán být v čele. Už dnes udáváme směr, pokud jde o reálný dojezd, s modelem EQS s výkonem 245 kW, jak dokládá nedávný test Edmunds, kde EQS 450+ ujel na jedno nabití 422 mil, tedy o 77 mil více než kterýkoli jiný dosud testovaný vůz.
Mercedes-Benz se však u toho nezastavuje. Vedeni myšlenkou nulového dopadu na naši planetu a vysoce zodpovědného využívání zelené energie jsme naše inženýry vybídli, aby šli za hranice běžného. Intenzivně pracují na tom, aby dojezd a efektivitu posunuli na zcela novou úroveň. Vision EQXX je výsledkem mise, kterou jsme si stanovili: prolomit technologické bariéry a pozvednout energetickou efektivitu do nových výšin. Ukazuje, jaké pokroky jsou možné, když přehodnotíme základy od úplného začátku. To zahrnuje pokroky napříč všemi prvky jeho špičkového elektrického pohonného ústrojí, jakož i využití odlehčené konstrukce a udržitelných materiálů. Spolu s celou řadou inovativních a inteligentních opatření pro úsporu energie, včetně pokročilého softwaru, nám Vision EQXX umožňuje objevovat nové hranice efektivity.
„Mercedes-Benz Vision EQXX je tím, jak si představujeme budoucnost elektromobilů. Před pouhým rokem a půl jsme zahájili tento projekt, který vede k nejefektivnějšímu vozu Mercedes-Benz, jaký byl kdy postaven – s vynikající spotřebou energie méně než 10 kWh na 100 kilometrů. Má dojezd více než 1 000 kilometrů (620 mil) na jedno nabití za použití baterie, která by se vešla i do kompaktního vozu. Vision EQXX je vyspělý vůz v tolika ohledech – a navíc vypadá ohromujícím a futuristickým dojmem. Tím podtrhuje, kam směřuje celá naše společnost: Budeme stavět nejžádanější elektromobily na světě." Ola Källenius, předseda představenstva Daimler AG a Mercedes-Benz AG.
Vision EQXX – navržen pro výpravu na cestě k elektromobilitě
Existuje důvod, proč jsou cestování po silnici (road trip) kulturním měřítkem už nejméně 70 let a vyprávějí příběhy z dálnice v knihách, filmech a hudbě. Road trip definuje svobodu, individualitu, samotného ducha automobilu a míjejícího se světa. Zapíchněte špendlík do mapy – a jeďte. Buďte v souladu se silnicí i s vozem. Tato touha objevovat, zkoumat a kochat se světem za naším obzorem je součástí toho, co znamená být člověkem. Je to průkopnický duch, který spojuje vizi s houževnatostí ji uskutečnit.
Cesta k elektromobilitě je road trip; tak vzrušující, jak je náročná, tak neznámá, jak je jistá. Mercedes-Benz Vision EQXX je vozidlo navržené právě pro takovou výpravu. Odpovídá na progresivní požadavky moderní generace zákazníků na emocionalitu prostřednictvím inovací. Tento softwarově definovaný výzkumný prototyp, součást programu pokročilých technologií, vyvinuly ženy a muži s kreativitou, vynalézavostí a odhodláním přinést jeden z nejefektivnějších vozů na planetě – v každém ohledu.
Učinili tak za použití nejmodernějších digitálních technologií, s agilitou start-upu a rychlostí Formule 1.
Výsledkem je mistrovské dílo efektivity, které bude na základě interních digitálních simulací v reálných dopravních podmínkách schopno překonat 1 000 kilometrů (620 mil) na jedno nabití s vynikající spotřebou energie méně než 10 kWh na 100 kilometrů (efektivita více než 6 mil na kWh).
Tím, že roztrhal automobilovou inženýrskou příručku, postavil Mercedes-Benz softwarově řízený elektromobil, který znovu vymýšlí road trip pro elektrickou éru. Zároveň představuje vysoce progresivní interpretaci základních principů Mercedes-Benz, jimiž jsou moderní luxus a Sensual Purity. Místo aby jednoduše zvětšil baterii, zaměřil se mezioborový mezinárodní tým na maximalizaci efektivity na dlouhé vzdálenosti. Vytáhli ze sebe maximum v oblasti efektivity pohonného ústrojí, energetické hustoty, aerodynamiky a odlehčené konstrukce.
„Technologický program stojící za Vision EQXX bude definovat a umožní budoucí modely a funkce Mercedes-Benz," říká Markus Schäfer, člen představenstva Daimler AG a
Mercedes-Benz AG, technický ředitel zodpovědný za vývoj a nákup. „Jako halo car Vision EQXX pevně etabluje Mercedes-Benz jako značku, která v automobilovém světě i mimo něj spojuje luxus s technologií. A způsob, jakým jsme jej vyvinuli, je stejně revoluční jako vozidlo samotné. U Vision EQXX spolupracovaly nejlepší hlavy z našich vývojových center s inženýry z našich programů Formule 1 a Formule E. Dokazují, že inovace z motorsportu – kde jsou pohonná ústrojí již vysoce elektrifikována – mají bezprostřední význam pro vývoj sériových vozů. Inovativním duchem a myšlením mimo zaběhnuté koleje vyzýváme současné vývojové procesy. Toto je skutečně cesta vpřed."
Vision EQXX je vzrušující, inspirativní, a přesto zcela realistickou cestou vpřed pro technologii elektrických vozidel. Kromě průlomové energetické efektivity nabízí smysluplné odpovědi na palčivé otázky. Například důsledné používání udržitelných materiálů výrazně snižuje uhlíkovou stopu. Jeho UI/UX se vyznačuje radikálně novým jednodílným displejem, který oživuje responzivní grafika v reálném čase a který se rozpíná přes celou šířku vozu. Další prvky UI/UX pomáhají vozu a řidiči fungovat jako jeden celek a dokonce využívají technologii napodobující fungování lidského mozku. A softwarově vedený vývojový proces, který jej přivedl na svět, přináší revoluci v tom, jak se elektromobily navrhují.
Tento vůz je jedním z výsledků probíhajícího programu, který vytváří plán pro budoucnost automobilového inženýrství. Mnohé z jeho funkcí a vývojových řešení se již integrují do sériové výroby, včetně příští generace MMA – Mercedes-Benz Modular Architecture pro kompaktní a střední vozy.
Ve své podstatě efektivita znamená dosáhnout více z méně. Pro Mercedes-Benz to není nic nového – Mercedes-Benz vždy usiloval o efektivitu svých vozů a v průběhu desetiletí dosáhl obrovských technologických pokroků. Ty přinesly prospěch spotřebitelům prostřednictvím soustavného zlepšování spotřeby paliva, komfortu a pohodlí. Imperativy elektromobility a udržitelnosti však posunuly rámec efektivity.
Nejznámějším vyjádřením automobilové efektivity je spotřeba paliva neboli hospodárnost. Vyjadřuje se různými způsoby podle toho, kde na světě se nacházíme (tj. litry na 100 kilometrů, míle na galon nebo kilometry na litr). Bez ohledu na konvenci všechny dávají do vztahu jednotky paliva (energie) s jednotkami vzdálenosti. Elektromobilita se v tomto ohledu neliší.
Tím, že učinil efektivitu novou měnou, vytvořil Mercedes-Benz společný jmenovatel pro kvantifikaci technologického rozvoje napříč celým spektrem – nikoli jen efektivity paliva. Znamená to více dojezdu z méně energie, ale také hmatatelnější luxus a pohodlí s menším dopadem na přírodu a více elektromobility s menším odpadem.
Vision EQXX dokazuje, že toto vše je na dosah v reálném vozidle, které posouvá hranice na všech frontách. Dává zákazníkům Mercedes-Benz jasný vhled do toho, jak vypadá a jak působí prémiová efektivita pro elektrickou a digitální éru. Krásný design a intuitivní ovládání, umocněné pokročilými digitálními technologiemi, přinášejí udržitelnou elektromobilitu na dlouhé vzdálenosti, na níž je Mercedes-Benz napsán v každém detailu.
„Přípona XX rozšiřuje značku Mercedes-Benz o X-faktor elektromobility, která myslí nad rámec omezení, a o agilní, mezidivizní (X-divisional) kolaborativní přístup k vývoji," vysvětluje Markus Schäfer. „To rozšiřuje šíři a hloubku vývojových dovedností uvnitř Mercedes-Benz AG o vysoce pokročilé digitální nástroje, jakož i o špičkovou expertízu z rozmanité škály partnerských společností, start-upů a institucí po celém světě."
Od inovativního pohonného ústrojí přes jeho odlehčenou „bionickou" konstrukci, od důmyslného tepelného managementu až po jeho klidně proudnicový exteriér – efektivitní inženýrství v každém jednotlivém detailu se sčítá do pozoruhodné spotřeby energie a reálného dojezdu Vision EQXX.
„Elektrický dojezd zní jednoduše, ale je to komplexní technická výzva. Nejsnazší cestou je dát do vozu větší baterii. To však kvůli velikosti a hmotnosti vede ke snižujícím se výnosům. Rozhodně to není nejchytřejší cesta a není to ani nejlepší využití vzácných zdrojů. S Vision EQXX představujeme výsledky mimořádné výzvy: posunuli jsme efektivitu na zcela novou úroveň. A prozkoumali jsme nové způsoby, jak zvýšit dojezd elektromobilu." Joerg Bartels, viceprezident pro vývoj vozidel a celkové funkce vozidel.
Tento pozoruhodný projekt prošel od bílého papíru k hotovému vozidlu za pouhých 18 měsíců. Do mezioborového, multidisciplinárního týmu přitáhl talenty nejen ze Stuttgartu, ale také z Formule 1 a z rozmanité škály start-upů, partnerů a institucí z celého světa. Vzájemným tříbením myšlenek aplikovali nejnovější technologie a myšlení, aby vyvinuli pokročilá, vysoce efektivní řešení s reálným potenciálem pro blízkou budoucnost.
Průkopnické pohonné ústrojí pro elektrickou éru – nepromrhat znamená nestrádat
Na každém road tripu je to vůz, kdo odvádí práci – pohlcuje míle a nechává řidiči a cestujícím prožívat cestu. V mentalitě dlouhých vzdáleností, která činí Vision EQXX tak výjimečným, je efektivita králem.
S výkonem kolem 150 kW poskytuje superefektivní elektrické pohonné ústrojí (zahrnující vše od baterie přes elektrickou pohonnou jednotku až po kola) ve Vision EQXX sílu a výdrž, jež jsou základem tohoto výjimečného běžce na dlouhé tratě. Není to jen kompozice jednotlivých dílů, je to inženýrské umělecké dílo samo o sobě. Tým pověřený velmi jasným a konkrétním souborem cílů si předsevzal vytvořit elektrické pohonné ústrojí se světově nejlepší kombinací efektivity, energetické hustoty a odlehčené konstrukce. Tak si sem hoďme jedno číslo – 95% účinnost. To znamená, že až 95 % energie z baterie skončí na kolech – čistě a jednoduše. Srovnejte to s pouhými 30 % i u nejefektivnějšího spalovacího pohonu nebo zhruba 50 % u průměrného lidského běžce na dlouhé tratě.
Experti na Formuli 1 z Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) v Brixworthu (Velká Británie) vědí pár věcí o tom, jak nechat započítat každý kilojoule energie. V intenzivní spolupráci s nimi pracovalo vývojové oddělení Mercedes-Benz ruku v ruce na přepracování pohonného ústrojí a omezení systémových ztrát.
„Jedním z nejlepších způsobů, jak zlepšit efektivitu, je snížit ztráty," vysvětluje Eva Greiner, hlavní inženýrka elektrického pohonného systému v Mercedes-Benz. „Pracovali jsme na každé části systému, abychom snížili spotřebu energie a ztráty prostřednictvím návrhu systému, výběru materiálů, mazání a tepelného managementu. A naše fantastické simulační nástroje nám pomohly rychle zjistit, co funguje a co ne."
Elektrická pohonná jednotka ve Vision EQXX je dedikovaná jednotka skládající se z elektromotoru, převodovky a výkonové elektroniky využívající novou generaci karbidů křemíku. Jednotka výkonové elektroniky vychází z připravovaného hypersportu Mercedes-AMG Project ONE.
Vývoj baterie v té nejlepší podobě ve spolupráci s HPP
Místo aby jednoduše zvětšil baterii, vyvinul Mercedes-Benz a tým HPP pro Vision EQXX zcela nový bateriový paket, jenž dosahuje pozoruhodné energetické hustoty blízké 400 Wh/l. Toto referenční číslo umožnilo umístit bateriový paket s necelými 100 kWh využitelné energie do kompaktních rozměrů Vision EQXX.
„V podstatě jsme do rozměrů vozidla kompaktní třídy nacpali energii EQS," říká Adam Allsopp, ředitel pro pokročilé technologie z HPP. „Baterie má téměř stejné množství energie, ale je poloviční velikosti a o 30 % lehčí. Systém řízení baterie a výkonová elektronika byly navrženy s absolutním zaměřením na snižování ztrát. Při dosažení tohoto milníku efektivity jsme se mnohé naučili, což se promítne do budoucích vývojových programů."
Podstatný nárůst energetické hustoty pramení zčásti z významného pokroku v chemii anod. Jejich vyšší obsah křemíku a pokročilé složení znamenají, že dokážou pojmout podstatně více energie než běžně používané anody. Dalším prvkem, který přispěl k působivé energetické hustotě, je vysoká míra integrace bateriového paketu. Tato platforma, vyvinutá společně vývojem Mercedes-Benz a HPP, vytvořila více prostoru pro články a pomohla snížit celkovou hmotnost. Samostatný oddíl pro elektrické a elektronické (EE) komponenty, nazvaný OneBox, rovněž vytvořil více prostoru pro články, s dalšími výhodami pro montáž a demontáž. OneBox také obsahuje nové bezpečnostní prvky s energeticky úspornou činností, které spotřebovávají výrazně méně energie než ekvivalentní komponenta v sériovém elektromobilu.
Pověřen posouváním hranic technické proveditelnosti na všech úrovních, rozhodl se vývojový tým baterie experimentovat také s neobvykle vysokým napětím. Zvýšení napětí na více než 900 voltů se ukázalo jako mimořádně užitečný výzkumný nástroj pro vývoj výkonové elektroniky. Tým dokázal nashromáždit velké množství cenných dat a v současné době vyhodnocuje potenciální přínosy a důsledky pro budoucí sériovou výrobu.
Několik dalších aspektů konstrukce baterie přidává k její výjimečné efektivitě. Například její odlehčené víko bylo navrženo společně Mercedes-AMG HPP a jejich partnery pro podvozek z Mercedes-Grand Prix. Víko je vyrobeno z jedinečného, udržitelného kompozitního materiálu odvozeného z odpadu z cukrové třtiny, vyztuženého uhlíkovým vláknem, jaké se používá ve Formuli 1. Baterie také disponuje aktivním vyvažováním článků (active cell balancing), což znamená, že energie je z článků odebírána rovnoměrně po dobu jízdy vozu – čímž v podstatě získává větší výdrž. Celkově baterie váží kolem 1 091 liber, včetně OneBoxu.
Zvládat horko – inovativní systém tepelného managementu
Kdo dával pozor v hodinách fyziky, bude vědět, že teplo je formou energie v novém převleku. Vision EQXX má pokročilý systém tepelného managementu, který uchovává tepelnou energii a významně snižuje chladicí odpor (cooling drag). Obojí přispívá k maximální efektivitě.
Jak? Koncept „cooling-on-demand" (chlazení na vyžádání) Mercedes-Benz byl pro Vision EQXX dále rozvinut nejen pro optimální chlazení podle převládajících okolností. Výjimečná efektivita elektrické pohonné jednotky znamená, že produkuje jen minimum odpadního tepla. To pomohlo udržet systém tepelného managementu extrémně malý a lehký. Pečlivě navržená souhra aero-žaluzií, ventilů chladicí kapaliny a vodních čerpadel zajišťuje, že elektrická pohonná jednotka, zahrnující výkonovou elektroniku, elektromotor a převodovku, udržuje nejefektivnější teplotní rovnováhu při minimálních nákladech na energii. Technicky vzato je tento systém kombinací inovativního systému řízení proudění vzduchu a chladicí desky.
Chladicí deska je instalována v podlaze vozu, což jí umožňuje využívat vzduch proudící podél spodku Vision EQXX. To je aerodynamicky nejefektivnější způsob, jak udržet elektrickou pohonnou jednotku chladnou za normálních podmínek, a vozidlu to umožňuje získat v nejaerodynamičtějším režimu zhruba 20 kilometrů (12 mil) dojezdu navíc.
Pouze když je počasí horké nebo je styl jízdy „svižný", chladicí systém přidá. Žaluzie, které jsou normálně zavřené v přední části Vision EQXX, se při zahřátí otevřou a vysílají dodatečný chladicí vzduch systémem vzduchových vodítek. Vstupy těchto vzduchových vodítek jsou důmyslně umístěny podél zóny nejvyššího tlaku na předním nárazníku. Naopak výstupy jsou v zónách nízkého tlaku podél horní části kapoty.
Krása tohoto přístupu „cooling-on-demand" spočívá v tom, že když jsou žaluzie otevřené, přidává to k součiniteli odporu pouze sedm bodů (0,007). Pokud je chlazení potřeba, když vozidlo stojí, zapne se záložní chladicí ventilátor (režim tepelné efektivity).
Udržet teplo – tepelné čerpadlo maximálně využívá okolní a odpadní teplo
Inovativní tepelné čerpadlo ve Vision EQXX vysává teplo generované pohonným systémem a z okolního venkovního vzduchu, aby udrželo kabinu příjemně teplou. Jeho působivá efektivita je významným přínosem pro dojezd baterie v chladnějších částech světa.
Toto vícezdrojové tepelné čerpadlo zpětně získává odpadní teplo z pohonného ústrojí a má externí výměník tepla, který odebírá teplo z okolního vzduchu. Tato funkce, jež u předchozích tepelných čerpadel Mercedes-Benz nebyla k dispozici, rozšiřuje provozní teplotní rozsah. To je obzvláště užitečné pro rychlé vyhřátí kabiny a je vysoce účinné při nižších teplotách. A aby vymáčklo i poslední zbytek tepla, využívá dokonce „entalpii výparníku" při odvlhčování vlhkého okolního vzduchu. Entalpie je latentní energie uvolňovaná jako teplo, když vodní pára ve vzduchu mění skupenství z plynu na vodu.
Ať svítí slunce – více dojezdu díky solární energii
Slunce je původním zdrojem veškeré energie na Zemi, ale může to k nám urazit velmi klikatou cestu. Dávalo proto naprostý smysl, aby vývojoví inženýři Mercedes-Benz vynechali „prostředníka" a šli pro trochu extra šťávy rovnou k velkému kotli na nebi.
Elektrický systém, který napájí mnoho příslušenství ve Vision EQXX, čerpá dodatečnou energii ze 117 solárních článků na střeše. Byl vyvinut ve spolupráci s Fraunhoferovým institutem pro solární energetické systémy ISE – největším evropským výzkumným institutem solární energie. Čistým výsledkem snížení energetického odběru z vysokonapěťového systému je zvýšení dojezdu. Za jediný den a za ideálních podmínek to může na dálkových cestách přidat až 25 km (15 mil) dojezdu.
Solární energie se ukládá do odlehčené lithium-železo-fosfátové baterie, která napájí klimatizační dmychadlo, světla, infotainment systém a další příslušenství. Mercedes-Benz a jeho partneři pracují na využití solární energie i k nabíjení vysokonapěťového systému.
Design a aerodynamika – mistrovská lekce v řešení konfliktů
Na dlouhých vzdálenostech na otevřené silnici nám jedna z největších překážek efektivity zírá do tváře – a přesto ji nevidíme. Vzduch může být svěží a lákavý, ale chce nás držet ve svém sevření. Aerodynamický odpor může mít velký dopad na dojezd. Při běžné dálkové jízdě věnuje typický elektromobil téměř dvě třetiny kapacity baterie tomu, aby se prořezal vzduchem před sebou, a proto má Vision EQXX ultra hladký a kluzký součinitel odporu 0,17.
Disciplíny aerodynamiky a designu však mají často protichůdné zájmy, jak vysvětluje Gorden Wagener, hlavní designér Daimler AG a Mercedes-Benz AG: „Vision EQXX je vizí budoucnosti, která ztělesňuje touhu po nové úrovni luxusu od Mercedesu. My designéři vždy uvažujeme v pojmech technologie a estetiky. Aerodynamika Vision EQXX pro nás designéry ztělesňuje tuto fúzi technologie a estetiky. V souladu s naší filozofií Sensual Purity jsme vytvořili velkolepé proporce, které spojují krásu s efektivitou. Výsledné proudění karoserie přináší revoluční aerodynamiku. Skutečnost, že konečný výsledek je tak krásný, jak je, svědčí o dovednosti našeho designérského týmu pracujícího v těsné spolupráci s experty na aerodynamiku."
Tým v Mercedes-Benz má dlouhou tradici úzké spolupráce na dosažení ohromujícího designu s aerodynamikou na špičce třídy, od W 125 z roku 1937 a 540K Streamliner z roku 1938 přes Concept C111 ze 70. let až po současný EQS. Dalším skvělým příkladem je Concept IAA z roku 2015, který poskytl významnou inspiraci pro Vision EQXX. Byl to například první vůz Mercedes-Benz, který rozsáhle využil aktivní aerodynamické prvky k dosažení pozoruhodného zlepšení součinitele odporu spárovaného s výrazně elegantními liniemi designu Mercedes-Benz.
Obrovské množství práce bylo vynaloženo na integraci pečlivě promyšlených pasivních a aktivních aerodynamických prvků do vnější formy Vision EQXX. Pozoruhodného výsledku bylo dosaženo v působivě krátkém časovém rámci.
Mezioborový tým použil pokročilé techniky digitálního modelování, aby dospěl ke kompromisu, který snižuje odpor a zároveň zachovává sensual purity designového jazyka Mercedes-Benz a praktičnost silničního vozu.
„Obvykle trvá kolem roku, než se forma dotáhne do finální podoby," říká vedoucí aerodynamiky v Mercedes-Benz Teddy Woll. „Na Vision EQXX jsme měli méně než polovinu této doby. Štíhlé, agilní procesy a vyzrálé digitální nástroje výrazně usnadňují spolupráci, s rychlejším rozhodováním a hbitějšími kompromisy. Potřebovali jsme také méně modelů a méně času v aerodynamickém tunelu."
Navzdory praktickým výzvám a stlačenému časovému rámci je úspěch spolupráce zřejmý ve vytříbenosti a vyváženosti exteriérového designu. Plochy Vision EQXX plynou hladce od přídě a nad zadními podběhy se rozvíjejí do mohutných, a přesto smyslných ramen. Tento přirozený tok končí čistě definovanou, aerodynamicky účinnou odtrhovou hranou zvýrazněnou lesklou černou koncovou lištou, prostřídanou seskupeními zadních světel.
Karoserie Vision EQXX, lakovaná v nápadném stříbrném vzhledu Mercedes-Benz alubeam silver, objímá hladkou kupoli prosklené nástavby (greenhouse), když elegantně plyne jako kapka vody směrem dozadu. Výsuvný zadní difuzor je výmluvným příkladem spolupráce mezi designem, aerodynamikou a inženýrstvím – vysouvá se jen při vyšších rychlostech, kdy se vzduch stává podstatně tvrdším soupeřem. Když je zasunutý, bezešvě zapadá do karoserie a zachovává vyváženost, proporce a odlehčenou estetiku zadní části.
Představoval však významnou inženýrskou výzvu. Vývojoví inženýři, kteří na něm pracovali, museli stát tváří v tvář zákonům fyziky a zajistit, aby tento zdánlivě jednoduchý mechanismus splňoval řadu požadavků. Kromě toho, že musel fungovat za všech podmínek, musel také vážit téměř nic a okamžitě se zasunout v případě nárazu zezadu.
Vision EQXX má řadu vizuálně méně nápadných, ale stejně důležitých aktivních a pasivních aerodynamických detailů, jako je jeho malá čelní plocha. Ta je ve skutečnosti menší než u dnešní CLA nebo dokonce u vozů smart. A kolik by si jich všimlo, že zadní rozchod kol je o 2 palce menší než přední?
Dalším je vzduchová clona (air curtain) na předním nárazníku. Toto důmyslné uspořádání se spáruje s kryty kol, aby odstranilo téměř každý poslední náznak aerodynamického odtržení od předních kol. A zatímco se tohle všechno děje, vzduchové dráhy vedou dodatečný chladicí vzduch přes kapotu a v případě potřeby otevírají chladicí žaluzie. To snižuje interferenční odpor kolem zrcátek a snižuje celkový odpor ve srovnání s konvenčním výstupem do podvozku.
Navzdory své malé čelní ploše dává příď Vision EQXX velký designový úder. Pás světla nad lesklou černou maskou s růžově zlatými akcenty plyne bez námahy do energeticky úsporných světlometů, připomínajících ty z EQS. Každý světlomet se skládá ze dvou hvězdicovitých prvků, přičemž ten větší ukrývá za lesklou centrální čočkou pole pro tlumená i dálková světla. Toto uspořádání, spárované s 2D hvězdicovým vzorem na předním nárazníku, nabízí náhled na detaily designu přídě, jež se objeví v budoucích modelech Mercedes-Benz.
Efektivní kola a pneumatiky – optimalizováno pro valivý odpor a aerodynamiku
Na každém voze jsou to právě pneumatiky, které tvoří onen důležitý styčný bod se silnicí. Pro Vision EQXX spolupracovali inženýři Mercedes-Benz se společností Bridgestone. Společně využili pneumatiku Bridgestone Turanza Eco v kombinaci s odlehčenými a ekologickými technologiemi ENLITEN a ologic umožňujícími ultra nízký valivý odpor.
Konstrukce pneumatiky se rovněž vyznačuje aerodynamicky optimalizovanými bočnicemi, které ladí s kryty namontovanými na 20palcových odlehčených kovaných hořčíkových kolech. Poloprůhledný design krytů s dvojitými paprsky splňuje všechny aerodynamické požadavky a zároveň zachovává výhled na růžově zlaté akcenty zdobící kola.
Krásná jednoduchost odlehčeného interiérového designu
Vision EQXX, který znamená nástup nového, superpuristického designového stylu, představuje nové vyjádření efektivity v interiérovém designu. Na rozdíl od konvenčního designového přístupu se uspořádání interiéru zaměřuje
na jen několik modulů a na krásnou jednoduchost odlehčené konstrukce. To se projevuje absencí složitých tvarů a integrací odlehčených struktur do interiérové estetiky zcela organickým způsobem, čímž se tradiční ozdobné prvky stávají zbytečnými.
Od hub po veganské hedvábí – vliv přírody pokračuje, když vstoupíme do Vision EQXX. Pocit odlehčeného luxusu interiéru pramení z rozsáhlého využití odlehčených, udržitelných materiálů a designových detailů inspirovaných organickými tvary. Základním principem je maximální komfort a styl s minimální hmotností – a absolutně žádné produkty živočišného původu.
Interiér se vyznačuje velkým množstvím inovativních materiálů pocházejících od start-upů z celého světa. Například madla dveří jsou vyrobena z vlákna Biosteel od AMsilk. Tato vysokopevnostní, biotechnologicky založená a certifikovaně veganská hedvábí připomínající tkanina pochází od vynálezce biovyráběného (s přírodou identického) vlákna. Spojuje revoluční vědu se skutečnou environmentální integritou a její použití zde znamená premiéru v automobilovém sektoru.
Dalším udržitelným materiálem zdobícím interiér Vision EQXX je MyloTM, ověřená veganská alternativa kůže vyrobená z mycelia, což je podzemní struktura podobná kořenům hub. Je certifikovaně biologického původu, což znamená, že je vyrobena převážně z obnovitelných ingrediencí nalezených v přírodě. Tato zcela nová kategorie materiálu, vytvořená silou biotechnologie, je navržena tak, aby byla méně škodlivá pro životní prostředí, a používá se na detaily sedáků ve Vision EQXX.
Alternativa kůže bez živočišného původu zvaná Deserttex® je udržitelný biomateriál na bázi kaktusu, vyrobený z kaktusových vláken kombinovaných s udržitelnou polyuretanovou matricí na biologické bázi. V této kombinaci má alternativa kůže mimořádně vláčný povrch, který je na dotek extrémně měkký. Nadcházející verze mají vyšší obsah kaktusu, což dává tomuto materiálu potenciál snížit na polovinu ekologickou stopu spojenou s konvenčními umělými kůžemi.
Na podlaze jsou koberce ve Vision EQXX vyrobeny ze 100% bambusového vlákna. Kromě toho, že je rychle rostoucí a obnovitelná, nabízí tato přírodní surovina extrémně luxusní vzhled a pocit. Mercedes-Benz zvolil tyto udržitelné, inovativní, vysoce výkonné materiály, protože ony a další jim podobné mají potenciál nahradit nejrůznější produkty na bázi ropy a živočichů, které se v současnosti používají v automobilových aplikacích. Společně ukazují cestu vpřed pro luxusní design, který šetří zdroje a je v rovnováze s přírodou.
Jinde Vision EQXX rozsáhle využívá recyklované odpadní materiály, jako jsou recyklované PET lahve použité v třpytivé textilii pro vylepšení podlahové plochy a obložení dveří. Výše v interiéru designéři použili Dinamica vyrobenou ze 38 % recyklovaného PET k vytvoření obepínajícího efektu spojujícího horní hranu obrazovky s dveřmi a podhledem stropu. Interiér se rovněž vyznačuje materiálem UBQ, udržitelnou náhradou plastu vyrobenou z domácího a komunálního skládkového odpadu.
„Práce s těmito inovativními, udržitelnými materiály při navrhování interiéru Vision EQXX byla nesmírně osvobozující a vzrušující zkušeností," říká Gorden Wagener, hlavní designér Mercedes-Benz AG. „Otevírají zcela nové cesty kreativity a vizuální i hmatové povrchové úpravy jsou nádherné. Vznešený pocit interiéru díky použití ambientního osvětlení, jakož i stříbrných, růžově zlatých a lesklých černých akcentů, je vysoce progresivní interpretací moderního luxusu pro plně elektrickou éru."
Surová karoserie (body-in-white) – inteligentní, efektivní a udržitelná díky bionickému inženýrství a pokročilým materiálům Pokud jde o odlehčenou konstrukci, tou nejlepší na Zemi je matka příroda. Nikdo jiný se jí nepřibližuje. Po miliony let vybrušovala ty nejlepší příklady vysoce efektivních cestovatelů na dlouhé vzdálenosti – od motýla monarchy po rybáka dlouhoocasého.
Při podstatně kratším časovém rámci pro Vision EQXX čerpali inženýři Mercedes-Benz inspiraci z jejích výtvorů a přizvali si na pomoc trochu laterálního myšlení v podobě externí expertízy. Výsledkem je hmotnostně efektivní design odvozený z inženýrské excelence spárované s udržitelnou kombinací.
Toto inteligentní využití udržitelných pokročilých materiálů a metod inspirovaných přírodou se nazývá bionické inženýrství a bylo umožněno digitálním procesem zvaným bionic mesh design. Mercedes-Benz má dlouhou historii aplikace technik bionického inženýrství sahající až k jeho koncepční studii „bionic car" z roku 2005.
V současnosti největší hliníkový strukturální odlitek u Mercedes-Benz, BIONEQXX, je hlavní strukturální komponentou v zadní části Vision EQXX – zadní podlahou. Byl vyvinut interně v Mercedes-Benz za použití zcela digitálních technik a softwarového přístupu, který je v automobilovém sektoru naprosto jedinečný. Výsledkem je optimální funkčnost zabalená do kompaktních rozměrů dostupného prostoru. Navíc tým vytvořil tento působivý a vyrobitelný jednodílný odlitek za pouhé čtyři měsíce.
Vývojoví inženýři, kteří se inspirovali organickými formami, se snažili používat materiál pouze tam, kde je to nezbytné pro strukturální funkci, tj. tam, kde působí zatížení. V souladu se zákony přírody, kde není zatížení, není potřeba materiál.
Nejdůležitějším ze strukturálních kritérií je potřeba velmi vysoké tuhosti a vynikajícího chování při nárazu. Krása jednodílného odlitku BIONEQXX spočívá ve schopnosti spárovat toto s funkční integrací v rámci extrémně lehké jediné komponenty namísto sestavy více dílů spojených dohromady.
Bionická simulace s nádechem hollywoodské magie
Jak tedy toho dosáhli za tak krátkou dobu? Aplikací zcela digitálního vertikálního procesu, který poskytuje plán pro budoucí vývoj sériových vozidel. Kromě klasických optimalizačních technik tým rovněž aplikoval jedinečný model spolupráce, který zahrnoval nástroje pro grafiku a polygonální modelování používané v odvětví 3D her a hollywoodských animací.
Tyto nástroje, používané inženýry Mercedes-Benz v automobilovém kontextu, pomáhají identifikovat napětí a silové dráhy v komponentě. To vše se děje digitálně, ještě před tím, než se cokoli odlije do kovu, což výrazně zrychluje vývojový proces a umožňuje vytvořit bionickou skořepinovou strukturu za poloviční čas.
Výsledný jednodílný odlitek má vzhled podobný síti s mezerami tam, kde nejsou potřeba strukturální prvky. Zadní podlaha vozidla je však v každodenním používání vystavena více než jen fyzickému zatížení. Musí odolat pokusům přírody dostat se do vozu v podobě vody a nečistot. Aby to vyřešili, obrátili se inženýři Mercedes-Benz znovu na externího partnera UBQ Materials. Udržitelná náhrada plastu vyvinutá tímto izraelským start-upem je vyrobena z druhu odpadu, který obvykle končí na skládce. To zahrnuje potravinový a zahradní odpad, jakož i smíšené plasty, kartón a dokonce i dětské pleny. Dvě libry UBQ odstraní 3 libry odpadu ze skládky, z čehož kolem 0,6 libry tvoří voda. Spolupráce mezi Mercedes a UBQ získala cenu Sustainability Award in Automotive 2021 v kategorii „best start-up". UBQ není vhodný jen pro prototypové aplikace; nabízí také velmi silný potenciál pro přenos do sériové výroby v blízké budoucnosti.
Otvory v odlitku zadní podlahy BIONEQXX byly uzavřeny záplatami vyrobenými z UBQ na 3D tiskárně. Celkem 42 UBQ záplat bylo navrženo pomocí optimalizace tvaru pro dosažení extrémně vysoké tuhosti a zvukově tlumicích vlastností. Po vložení do odlitku BIONEQXX speciálním lepicím procesem je výsledná jednotka plně utěsněna proti účinkům vody a nečistot. Výsledný díl naznačuje, že tento inovativní inženýrský přístup má potenciál dosáhnout úspory hmotnosti mezi 15 a 20 % ve srovnání s konvenčně vyráběnou komponentou. Znamená to milník v odlehčené konstrukci, který splňuje náročné kvalitativní požadavky Mercedes-Benz.
BIONICAST je registrovaná ochranná známka Mercedes-Benz aplikovaná na strukturální odlitky navržené podle principů přírody. Kromě odlitku zadní podlahy BIONEQXX je další komponentou BIONICAST ve Vision EQXX kopule tlumičů, které pojímají komponenty zavěšení v přední části vozu. Stejně jako odlitek BIONEQXX i ony významně přispívají k udržení hmotnosti na minimu, čímž šetří kolem 9 liber ve srovnání s konvenčními lisovanými kopulemi. Držák nesoucí stěrače čelního skla a motorek na Vision EQXX byl rovněž navržen pomocí principů bionického inženýrství. I zde se průkopnická technika ukázala jako neocenitelná pro udržení hmotnosti na minimu při maximalizaci funkčnosti v rámci přísných zástavbových omezení.
Tato technologie již byla přenesena do sériových modelů Mercedes-Benz. Například komponenty podvozku v novém EQS byly upraveny tak, aby se snížila hmotnost zvýšením tuhosti.
Pokročilé materiály karoserie přinášejí pokrok v odlehčené konstrukci, bezpečnosti a udržitelnosti
Vision EQXX se vyznačuje řadou pokročilých materiálů, které přinášejí praktickou funkčnost a bezpečnost podle náročných standardů Mercedes-Benz. Několik z těchto materiálů se v současnosti používá při vývoji budoucích sériových modelů.
Ultra-vysokopevnostní martenzitická ocel MS1500 použitá ve Vision EQXX znamená premiéru pro aplikaci v surové karoserii Mercedes-Benz. Výjimečná pevnost tohoto materiálu nabízí vynikající ochranu posádky v případě nárazu a zároveň udržuje hmotnost na minimu.
Surová karoserie Vision EQXX je jednou z prvních aplikací Mercedes-Benz nízkouhlíkové ploché oceli vyrobené ze 100% šrotu technikou elektrické obloukové pece. Tyto nízkouhlíkové jakosti oceli byly nedávno zavedeny do sériových vozů Mercedes-Benz a představují plán pro budoucí modely. Spolupráce mezi Mercedes-Benz AG a Salzgitter Flachstahl GmbH dokonce získala zlatou cenu MATERIALICA Design + Technology Gold-Award 2021 v kategorii „CO2-Efficiency".
Dveře Vision EQXX jsou vyrobeny z hybridu komponent CFRP a GFRP (plasty vyztužené uhlíkovými a skleněnými vlákny) s hliníkovými výztuhami. Kromě hmotnostních výhod tato konstrukce dosahuje také pečlivé rovnováhy tuhosti a tažnosti v případě nárazu. Mezitím nová polyamidová pěna vyztužuje spodní hranu dveří a optimalizuje pohlcování energie při bočním nárazu.
Myšlení odlehčené konstrukce bylo aplikováno v celém Vision EQXX. Na podvozku hliníkové brzdové kotouče výrazně snižují hmotnost ve srovnání s litými ocelovými kotouči. Kromě toho, že je zcela nekorodující, tento brzdový systém navržený Mercedes-Benz Advanced Engineering také snižuje emise brzdového prachu až o 90 % díky inovativnímu povlaku. Mezitím nové pokročilé pružiny ze skleněnými vlákny vyztuženého plastu, vyvinuté ve spolupráci s Rheinmetall Automotive, odebírají další hmotnost ve srovnání s konvenčními vinutými pružinami.
Neuromorfní výpočetní technika – vůz, který myslí jako vy
Dalším klíčovým prvkem efektivity Vision EQXX, který bere svůj námět z přírody, je způsob, jakým myslí. Využívá inovativní formu zpracování informací zvanou neuromorfní výpočetní technika (neuromorphic computing). Hardware provozuje impulzní neuronové sítě (spiking neural networks). Informace jsou kódovány v diskrétních impulzech a energie se spotřebovává pouze tehdy, když dojde k impulzu, což snižuje spotřebu energie o řády. Ve spolupráci s kalifornskými experty na umělou inteligenci BrainChip vyvinuli inženýři Mercedes-Benz systémy založené na hardwaru a softwaru Akida od BrainChip. Příkladem ve Vision EQXX je detekce klíčového slova „Hey Mercedes". Strukturována podle neuromorfních principů je pětkrát až desetkrát efektivnější než konvenční hlasové ovládání.
Ačkoli je neuromorfní výpočetní technika stále v plenkách, systémy jako tyto budou na trhu k dispozici za pouhých několik let. Když se aplikují ve velkém měřítku v celém vozidle, mají potenciál radikálně snížit energii potřebnou k provozu nejnovějších AI technologií.
UI/UX ve Vision EQXX – nehodnotící parťák na road trip
Na road tripu je dobré mít někoho s sebou na cestu. Parťák na road trip pomáhá s navigací. Možná má na starosti výběr hudby. Nebo třeba svírá cestovního průvodce a cestou ukazuje na zajímavá místa a fascinující střípky informací. Možná dokonce občas nabídne „tip" ohledně stylu jízdy. Nutno přiznat, že tento druh „pomoci" může být také zdrojem tření. Ve Vision EQXX se o tohle všechno a více stará vůz, což umožňuje řidiči a spolujezdci relaxovat a užívat si vzájemnou společnost.
Vision EQXX nám ukazuje potenciál rozhraní poháněných herním enginem, s grafikou, jaká nikdy předtím nebyla k vidění, a vysoce adaptivním designem. UI demonstruje, jak grafika v reálném čase umožňuje nové digitální světy, které okamžitě reagují na potřeby řidiče a přinášejí reálný svět do vozu.
Uživatelské rozhraní a uživatelská zkušenost uvnitř Vision EQXX nás katapultuje do vysoce responzivní, inteligentní a softwarově řízené budoucnosti. Vůbec první zcela bezešvý displej v Mercedes-Benz, ohromující na pohled, intuitivní na ovládání a v souladu s lidskou myslí, se rozpíná na 47,5 palce od jednoho A-sloupku ke druhému. S rozlišením 8K (7680×660 pixelů) tenký, odlehčený mini-LED displej funguje jako portál spojující řidiče a posádku s vozem a vnějším světem. Éterickým průvodcem je avatar v podobě hvězdného oblaku, připomínající naši jmenovkyni Mercedes Jelinek. Měníc tvar v reakci na potřeby řidiče a pečujíc o cestující, proměňuje cestu v luxusní zážitek. Systém řídí informace tak, aby řidič měl to, co potřebuje, když to potřebuje – za jeho vlastních podmínek.
Tým Mercedes-Benz spolupracoval s experty na navigaci NAVIS Automotive Systems, inc. (NAVIS-AMS) na vývoji prvního navigačního systému 3D v reálném čase na obrazovce této velikosti. Provádí plynulé funkce přiblížení a posouvání od satelitního pohledu až do výšky 33 stop v 3D reprezentaci města. Zobrazený na jednodílném displeji nabízí uživateli ohromujícím dojmem jasné, přesné a intuitivní navádění po trase.
Parťák na road trip ve Vision EQXX je také zábavný společník na povídání. Další rozvoj hlasového asistenta „Hey Mercedes" je emotivní a expresivní díky spolupráci mezi inženýry Mercedes-Benz a experty na syntézu hlasu ze Sonantic. S pomocí strojového učení dal tým hlasu „Hey Mercedes" jeho vlastní osobitý charakter a osobnost. Kromě toho, že zní působivě reálně, posouvá emocionální výraz konverzaci mezi řidičem a vozem na zcela novou úroveň, která je přirozenější a intuitivnější, čímž podtrhuje progresivní pocit moderního luxusu, jejž zprostředkovává UI/UX ve Vision EQXX.
Jednodílný displej je rovněž vysoce energeticky úsporný. Jeho mini-LED podsvícení sestává z více než 3000 lokálních stmívacích zón, což znamená, že spotřebovává energii pouze tehdy a tam, kde je potřeba, v konkrétních částech obrazovky.
3D navigační obrazovka se přizpůsobuje typu zobrazovaného obsahu. Pokud například jedete v městské oblasti, abstraktní vizualizace okolních budov pomáhá poskytnout orientaci uprostřed hustě zastavěných ulic. Pokud však cestujete po dálnici nebo otevřené silnici, úroveň detailu se zmenší, aby poskytla jasnější přehled o cestě. To má přidaný efekt efektivity v podobě snížení spotřeby energie displeje.
Kromě poskytování bezešvé navigace dokáže inteligence ve Vision EQXX dolovat data na základě trasy vozu, přičemž avatar je po ruce, aby fungoval jako inteligentní průvodce. Dokáže vám dokonce pomoci spravovat hudební knihovnu a nabídnout místní tipy.
Existuje také systém, který vám pomůže jet efektivněji. Od toku energie přes terén, stav baterie až po směr a intenzitu větru a slunce – asistent efektivity kurátoruje všechny dostupné informace a navrhuje nejefektivnější styl jízdy. To skutečně rozšiřuje řidičovy vlastní smysly tím, že poskytuje vstup o vnějších podmínkách, které řidič sám nedokáže přímo cítit – tak, jako například cyklista cítí sílu větru nebo extra úsilí potřebné ke šlapání do kopce. Tato smyslová podpora je dále umocněna schopností Vision EQXX využívat mapová data k „nahlížení do budoucnosti", anticipujíc, co leží před ním, aby pomohl řidiči toho využít způsobem, který maximalizuje efektivitu. Působivá grafika koule na displeji poskytuje instinktivní přehled, podpořený podle přání i zvukem.
A pokud je to detailnější informace, co chcete, série obrazovek vám řekne vše, co potřebujete vědět, pomocí snadno srozumitelných vizuálů a infografik. Vliv aktuálního zrychlení, stoupání, větru a valivého odporu na spotřebu energie se zobrazuje v reálném čase. Pokud chcete úplnou analýzu – máte ji mít. Stejně tak, pokud jste někdo, kdo dává přednost cestování na bázi „jen co je nutné", Vision EQXX zůstane zticha.
Jednoduchost rozhraní je dalším rozvojem konceptu Zero Layer, poprvé použitého v EQS, který usnadňuje interakci řidič-vozidlo odstraněním podmenu. Rozhraní je efektivní a účinné díky inteligenci a personalizaci. Vysoce proaktivní vám ukazuje, co potřebujete, když to potřebujete, s intuitivní funkcí přiblížení poskytující přístup ke všem funkcím. Váš lidský parťák na road trip má svou vlastní vyhrazenou funkci přiblížení a zónu zábavy. A pokud dáváte přednost cestování o samotě, tato část displeje se vypne, aby ušetřila energii.
Konečně, zvukový systém ve Vision EQXX je vetkán do UI/UX, aby přinesl působivý 4D zážitek s výjimečnou energetickou účinností. Typický zvukový systém může být významným spotřebitelem energie, takže inženýři Mercedes-Benz se pozorně zabývali tím, jak optimalizovat zvukový zážitek a zároveň minimalizovat spotřebu energie. To lze provést snížením degradace, kterou zvukové vlny zažívají, když jsou pohlcovány interiérovými povrchy nebo se od nich odrážejí.
Snížení celkového počtu reproduktorů a jejich umístění velmi blízko k jednotlivým cestujícím dramaticky snižuje vzdálenost, kterou zvuk urazí. Dva širokopásmové reproduktory instalované v každé opěrce hlavy jsou spárovány s basovým exciterem v každém sedadle. Vision EQXX používá excitery pro běžný zvukový výstup, jakož i pro zvuky vozidla, haptickou zpětnou vazbu a zvuková varování. Efektivní spárování zvuku a haptické zpětné vazby je energeticky úsporným způsobem zvyšování vnímání a uvědomění prostřednictvím využití více podnětů.
Kromě snížení spotřeby energie uspořádání zvukového systému ve Vision EQXX rovněž usnadňuje vícero různých zvukových zón. Asistent efektivity využívá zvukový systém ke komunikaci svých doporučení řidiči prostřednictvím série intuitivních zvukových „signálů" (cues). Ty byly inspirovány signály používanými v automobilových závodech Formule E, které pomáhají řidičům jet efektivněji.
Vývojový a testovací proces – digitální cesta poháněná softwarem
Globální road trip k elektromobilitě je poháněn pokročilým softwarem a digitálními procesy. Dálnice a vedlejší cesty jsou četné a rozmanité, atrakce a spojení po cestě inspirativní.
Stmelit tak rozmanitou škálu expertízy a inovativních nápadů z celého světa k vytvoření Vision EQXX za polovinu času bylo mistrovskou lekcí v softwarovém managementu. Tým rozsáhle využil open-source technologii, rozšířenou o prvky vytvořené interně. Agilní pracovní postupy a měsíční plánování vydání zajistily nepřetržitý tok end-to-end funkcí a včasnou integraci řešení.
Rozsah digitální vývojové práce spojené s návrhem a inženýrstvím Vision EQXX je skutečně průlomový. Vysoce pokročilé digitální nástroje, jako je rozšířená a virtuální realita, odstranily potřebu časově náročných fyzických maket. Rovněž usnadnily souběžnou vývojovou práci vzdálených týmů pracujících v různých částech světa – od Stuttgartu (Německo) po Bangalore (Indie) a od Brixworthu (UK) po Sunnyvale (Kalifornie). Tento masivní nárůst digitální síly osekal čas strávený v aerodynamickém tunelu z více než 100 hodin na pouhých 32. Znamenalo to také, že více než 186 411 mil testovacích jízd bylo absolvováno virtuálně.
Digitální vývoj rozsáhle využil systémy Software in the Loop (SiL). To udrželo fáze uvádění do provozu se skutečným hardwarem extrémně krátké a umožnilo nám provádět velkorozsahové testy v rané fázi projektu. Pomocí tohoto přístupu byl tým schopen nainstalovat pohonnou jednotku, nahrát software a roztočit kola Vision EQXX v rozpětí pouhých dvou hodin. Tato extrémně hbitá, efektivní a responzivní týmová práce byla umožněna kombinací motorsportového myšlení a inteligentního využití komplexních možností testování v Mercedes-Benz.
Tento vysoce účinný a efektivní přístup k digitálnímu vývoji znamená, že mnohé z inovací ve Vision EQXX by mohly být rychle adaptovány pro sériové aplikace.
