Mercedes-Benz GLC F-CELL met brandstofcel bijna productieklaar

Mercedes-Benz heeft het brandstofcelproject groots aangepakt. Liefst driehonderd stuks GLC zijn als testauto voorzien van de brandstofcel. De meest barre plekken op deze planeet werden opgezocht om te testen of deze vloeibare voeding (waterstof) overal en vooral onder alle omstandigheden werkt. Opvallend is deze stap van de producent wel. Enerzijds zet MB stappen met de elektrificatie van het modellenprogramma, tegelijk zet het concern ook in op waterstof. In dit geval is het een combinatie van beiden; een plug-in hybrid. Deze GLC F-CELL is onderdeel van de CASE-innovatiestrategie. CASE staat voor Connected (connectiviteit), Autonomous (autonoom rijden), Shared & Services (flexibel gebruik) en Electric (elektrische aandrijving).

Testprocessie. Ongetwijfeld in de buurt van het Zweedse Arjeplog. Waterstof en koude, het is een hechte combinatie. Om waterstof te bewaren moet je het namelijk koelen. En niet een klein beetje ook, namelijk naar 20 graden Kelvin. Dat is -253,15 graden Celsius. Bovendien moet het goedje onder hoge druk worden opgeslagen. We zijn zeer benieuwd hoe Mercedes-Benz de koelproblematiek heeft aangepakt. Overigens is er door Gerard Lugtigheid in Nederland een revolutionaire uitvinding gedaan: waterstof in poedervorm. Dat zou best wel eens een doorbraak kunnen betekenen, je bent van voornoemde uitdagingen af. Als we zijn publicatie mogen geloven kunnen we het goedje in de vorm van een modder- of gelei-achtige substantie bij tankstations meekrijgen die helemaal niet in bijzondere tankinstallaties hoeven te investeren. 

In dit geval heeft Mercedes-Benz gekozen voor een brandstofcel. Benzine-auto’s kunnen ook na aanpassingen direct op waterstof rijden, op een zelfde manier als op LPG. De aanpassingen gaan wat verder dan een verdamper monteren, de motor moet aangepast worden omdat waterstofgas metalen aantast. Bij een brandstofcel wordt het proces van elektrolyse omgedraaid. Waterstof en zuurstof komen in de elektrolyt laag samen -nog even volhouden mensen- waar spanningsverschil optreedt.

Eén enkele brandstofcel levert in theorie een spanning van ongeveer 1,20 volt, maar in de praktijk ligt die spanning veel lager. Meestal tussen de 0,5 en 0,8 Volt. Om de spanning te verhogen worden afzonderlijke cellen op elkaar gestapeld en in serie geschakeld. De stapel die zo ontstaat, wordt een “brandstofcelstack” of “stack” genoemd. Bron: Wikipedia.

Proefopstelling van een brandstofcel.

 

Kijkje in de keuken in Nabern (ten oosten van Stuttgart) waar de ontwikkeling van de brandstofcel plaatsvond. Hier is sinds 2015 ruwweg 200 ton aan waterstof gebruikt, dat in ongeveer 1.800 ton aan waterdamp omgezet is.

Persbericht:

Brandstofceltechnologie is een vast bestanddeel van Daimlers aandrijvingsstrategie. Mercedes-Benz heeft al meerdere voertuiggeneraties ervaring met waterstofaangedreven elektroauto’s. In totaal heeft de ruim 300 voertuigen tellende brandstofcelvloot van Daimler bijna 18 miljoen kilometer afgelegd.

Momenteel wordt een nieuwe generatie Mercedes-Benz brandstofcelauto’s ontwikkeld op basis van de GLC. Een preproductieversie van die Mercedes-Benz GLC F-CELL, die innovatieve brandstof- en accutechnologie combineert in een plug-in hybrid, maakt deze maand zijn debuut op de IAA in Frankfurt Motor Show. Daimler maakt ermee duidelijk dat het een leidende positie heeft op technologisch gebied en zet een nieuwe stap in zijn CASE-innovatiestrategie. CASE staat voor Connected (connectiviteit), Autonomous (autonoom rijden), Shared & Services (flexibel gebruik) en Electric (elektrische aandrijving). Mercedes-Benz maakt zich inmiddels op voor het in serieproductie nemen van modellen met een brandstofcel.

De weg naar serieproductie: simulatie, testopstellingen en praktijktests

Auto’s worden in eerste instantie ontwikkeld op de computer. Ook de eerste crashtests, aerodynamische analyses en ondersteltests worden allemaal virtueel uitgevoerd met behulp van elektronische simulaties. Dit alles nog voor de eerste prototypen worden gebouwd. Het ontwikkelingsproces wordt nog verder versneld door het doen van intensieve functie- en belastingtests met afzonderlijke onderdelen en in een later stadium ook met complete onderzoeksvoertuigen in uiteenlopende testopstellingen. Het competentiecentrum voor brandstofceltechnologie in Nabern, dat ten oosten van Stuttgart ligt, speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van de GLC F-CELL. Sinds 2015 hebben de experts van het centrum zo’n 200 ton aan waterstof gebruikt in hun experimenten. Het enige ‘uitlaatgas’ dat daarbij vrijkwam, was waterdamp. Zo’n 1.800 ton in totaal.

Het Technologiezentrum Fahrzeugsicherheit (TFS), dat zijn deuren opende in november 2016, is het modernste crashtestcentrum ter wereld. Het biedt nieuwe mogelijkheden voor het testen van voertuigen met alternatieve aandrijvingen, voor voertuig-vs-voertuigtests en voor het ontwikkelen van assistentiesystemen en PRE-SAFE®. De GLC F-CELL werd aerodynamisch fijngeslepen in de windtunnels van het Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen, waar zelfs de meest extreme weersomstandigheden kunnen worden nagebootst. Temperaturen lopen er uiteen van min 40 graden tot plus 60 graden Celsius. Engineers hebben er standaard toegang tot orkanen met windsnelheden tot wel 265 km/h, tropische regenstormen en zware sneeuwbuien.

Zodra de eerste prototypen van de GLC F-CELL klaar waren, werden ze voor zomer- en wintertests naar testcircuits in Spanje (IDIADA, nabij Barcelona), Zweden (Arjeplog) en Duitsland (Boxberg) getransporteerd. Tests op de openbare weg hebben ook plaatsgevonden op de Sierra Nevada (Spanje) en op de lage bergruggen van de Schwäbische Alb en het Zwarte Woud (Duitsland). Het testprogramma bestond uit meer dan 500 individuele proeven, waaronder een aantal speciaal bedoeld voor de elektrische aandrijving, de brandstofcel en het samenspel van alle aandrijvingscomponenten.

Veiligheid: ook voor alternatieve aandrijvingen geen concessies

De veiligheidsexperts van Mercedes-Benz kunnen bogen op bijna dertig jaar ervaring met brandstofcelauto’s. Bij de ontwikkeling van de GLC F-CELL hebben ze met name gelet op veiligheidsrelevante zaken als de waterstoftanks, gasafdichtingen, gaskleppen en hoogvoltagecomponenten.

De waterstoftanks zijn crashveilig tussen de voor- en achteras ondergebracht en worden aanvullend beschermd door een subframe rond de tanks. Voor het geval de GLC F-CELL bij een ongeval betrokken raakt, zijn er nog meer maatregelen getroffen, zoals een meertraps kleppensysteem en speciale elektrische bescherming van het hoogspanningsnet. Uit crashtests met een preproductieversie van de GLC F-CELL en eerdere waterstofauto’s blijkt dat ze net zo veilig zijn als gewone auto’s. Dat betekent dat de nieuwste F-CELL-generatie niet alleen aan alle wettelijke eisen voldoet, maar ook aan de nog veel strengere standaarden van Mercedes-Benz.

De basis: 18 miljoen testkilometers met de brandstofcelaandrijving

De ontwikkeling van de brandstofcelaandrijving begon in de jaren tachtig. Onderzoekers van Daimler onderzochten toen voor het eerst de koude verbranding (‘cold combustion’): het opwekken van elektriciteit door waterstof met zuurstof te laten reageren in een brandstofcel. Mercedes-Benz pionierde die technologie en presenteerde in 1994 de eerste brandstofcelauto: de NECAR 1. Meer voertuigen volgden, zoals de A-Klasse F-CELL-testvloot (2003) en de stadsbus Citaro FuelCELL Hybrid, die in dienst bij diverse Duitse openbaarvervoerbedrijven sinds 2003 al meer dan 5 miljoen kilometer heeft afgelegd.

In 2011 organiseerde Mercedes-Benz de F-CELL World Drive, de eerste reis rond de wereld met brandstofcelauto’s. Drie B-Klasse F-CELL-modellen reden meer 30.000 kilometer door 14 landen in 125 dagen. In totaal werden er 200 exemplaren van de B-Klasse F-CELL gebouwd. Ze reden meer dan 10 miljoen kilometer in de handen van klanten en werden gedurende die periode zo’n 36.000 keer bijgetankt.

In 2015 werd de F 015 Luxury in Motion gepresenteerd. Dit studiemodel had een brandstofcelsysteem dat was ontworpen om meer dan 1.100 kilometer op één tank te rijden. Hij liet hiermee zien dat de F-CELL plug-in hybrid aandrijving op het punt stond om een enorme technologische sprong te maken.

Na in totaal meer dan 18 miljoen testkilometers in voertuigen – van de NECAR 1 tot de brandstofcelaangedreven elektroauto op basis van de GLC – weten de ontwikkelaars bij Daimler en Mercedes-Benz wat nu de volgende stap moet zijn. De brandstofcelaandrijving is volwassen geworden en klaar om definitief op de markt te komen.
 
Boilerplate
About CASE:

CASE – these letters are shaping the future of mobility. They stand for the fields of networking (Connected), autonomous driving (Autonomous), flexible use (Shared & Services) and electric drive systems (Electric). The four CASE fields are an integral part of the corporate strategy of Daimler AG. The aim is to shape intuitive mobility for our customers through intelligent dovetailing of the CASE topics.

Mercedes-Benz Cars already plays a leading role in all four areas today. For example, all activities in the area of connectivity are focused on the digital brand Mercedes me, which gives customers access to an extensive and personalised range of services by app, website or straight from their car.

On the way to autonomous driving, Mercedes-Benz has for years been a key driver of development and has repeatedly set the benchmark. To this end, the Mercedes engineers use what is known as sensor fusion. The data from different sensors, such as cameras, ultrasound and radar, are intelligently combined and analysed. With smart vision EQ fortwo, the smart brand is also demonstrating what driving without a steering wheel could look like in the future of carsharing.

The inventor of the car is already playing a leading role in the field of Sharing & Services. The mobility services used by over 14.5 million people range from free-floating carsharing (car2go) and private peer-to-peer carsharing (Croove), through ride-hailing (mytaxi) to the mobility platform (moovel).

Mercedes-Benz is pursuing a holistic approach to powertrain electrification. Apart from the EQ brand with a family of vehicles, Mercedes-Benz is also developing a holistic ecosystem, which, alongside the vehicle itself, also comprises a comprehensive electric mobility offering. This extends from intelligent services and energy storage units for private and commercial customers to charging technologies and sustainable recycling. On the road to emission-free driving Daimler is systematically pursuing a three-lane drive system strategy in order to implement maximum environmental compatibility across all vehicle classes (incl. commercial vehicles, vans) – with an intelligent mix of the latest combustion engines and partial electrification through 48-volt technology, tailor-made EQ Power plug-in hybrids and electric vehicles with battery or fuel cell drive systems.

By focussing on CASE Daimler is preparing for the mobility of the future.More at: http://www.daimler.com/CASE

0

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *