Informações de introdução para o novo lançamento

Introdução e visão geral

Desde março de 2016 está disponível a nova classe E Limousine da nova geração. A Limousine é com isso o primeiro veículo da nova família classe E, que não é estendido apenas por outras variantes de carroceria, mas também pelo tipo de propulsão.

Adicionalmente a propulsão convencional, a nova classe E Limousine contém uma variante com propulsão híbrida da nova geração híbrida.

Através deste sistema de acionamento combinado serão possíveis funções adicionais em relação a um veículo com simples motor de combustão interna, os quais conectam um prazer de condução e conforto com mais baixo possível consumo e emissões ou condução local livre de emissões. Funcionamento puramente elétrico é possível até uma velocidade de 130 km/h, que resulta no alcance de mais de 30 km.

Às características da propulsão híbrida pertencem por ex.:

 E-BOOST

 Recuperação

 Função ECO Start-Stop

 Carga externa da bateria de alta voltagem

 Climatização independente do compartimento interno do veículo

 Accelerator force feedback pedal (AFFP)

 HÍBRIDO inteligente

P00.00-5750-75

Propulsão híbrida

O sistema de acionamento combinado do veículo híbrido consiste em um motor Otto de 4 cilindros M274 E20 DEH LA com uma cilindrada de 1991 cm3, potência de 155 kW e um torque máximo de 350 Nm assim como a unidade propulsora P2-65 PI, dos quais o motor de imã permanente com uma potência nominal de 65 kW gera um torque máximo de 320 Nm.

Por fora, o veículo híbrido é reconhecível pela identificação E 350 e na tampa do porta-malas e pela tampa no para-choque traseiro para o acesso da tomada do veículo.

Ao módulo da propulsão híbrida pertencem os seguintes componentes:

 Motor a combustão

 Máquina elétrica

 Caixa de mudanças 9G-TRONIC

 Eletrônica de potência (conversor DC/AC e conversor DC/DC)

 Bateria de alta voltagem

 Componentes elétricos de recarga (carregador onboard, tomada do veículo e cabo de recarga)

Adicionalmente o veículo híbrido é equipado com:

 Compressor de agente refrigerante de alta voltagem (HV-EKMV) acionado eletricamente para a climatização

 Accelerator force feedback pedal (AFFP)

 Aquecedor elétrico PTC de alta voltagem (HV-PTC) para o conforto térmico em temperaturas externas baixas

 Bomba de vácuo acionada eletricamente para o servofreio

 Direção assistida eletromecânica

 Sistema de freios especialmente desenvolvido para veículo híbrido para uma recuperação eficiente (RBS)

Máquina elétrica

Como a máquina elétrica já pode fornecer altos torques em baixas rotações, o motor de combustão interna é apoiado de maneira eficaz. Com isso o torque desejado pelo motorista é alcançado claramente mais rápido que com propulsão convencional, o que também é experimentado em uma agilidade alta do veículo.

A máquina elétrica integrada na unidade motora da caixa de mudanças é uma máquina síncrona regulada permanentemente no modelo de rotor interno. Ela está disposta concêntrica entre o motor de combustão interna e a transmissão automática e inclui um sensor de posição do rotor da máquina elétrica e um sensor de temperatura da máquina elétrica para o registro da temperatura da máquina.

Para poder operar a máquina E corrente trifásica em uma fonte de alimentação de alta tensão contínua, é necessária uma eletrônica de potência (conversor de corrente). No componente da eletrônica de potência é integrado o módulo de comando da eletrônica de potência, do conversor de corrente da máquina elétrica assim como o conversor DC/DC (para a alimentação de 12V da rede de bordo).

O conversor de corrente ativa a máquina elétrica a pedido do módulo de comando da eletrônica de potência com a tensão alternada de 3 fases. Pelo módulo de comando da eletrônica de potência, é processada a temperatura e a posição da máquina elétrica, diagnósticos e estimativas de potência. O módulo de comando da eletrônica de potência se comunica com o módulo de comando do trem de força. Os dados da máquina elétrica e do conversor DC/DC da eletrônica de potência é disponibilizada e a solicitação de torque, tensão e corrente do módulo de comando do trem de força convertida.

O componente da eletrônica de potência é conectado por um disco do distribuidor de alta tensão na máquina elétrica.

Um característica de conforto é a capacidade da máquina elétrica de amortecer ativamente as vibrações de torção no trem de força para a melhoria do conforto de condução.

A máquina elétrica é usada para representação da função start-stop, operação do gerador assim como o efeito boost e a recuperação .

P27.51-2138-82

O conversor de torque permanece contido como elemento de partida valioso. O conversor forma junto com a embreagem de travamento, a embreagem do motor e o amortecedor integrado um conjunto com peso otimizado totalmente integrado.

A unidade motora (inclusive a máquina elétrica, conversor, embreagem do motor, embreagem de travamento do conversor e carcaça do conversor) pode ser montada separada como uma unidade modular. Ela é conectada por um disco do distribuidor de alta tensão com o corpo da caixa de mudanças.

Essa montagem do trem de força possibilita os seguintes progressos funcionais significativos:

 A engrenagem do motor reduz as perdas do trem de força em todos os modos de operação, no quais o motor de combustão interna é desacoplado

 Pela disposição do conversor com embreagem de travamento entre a máquina elétrica e a entrada da transmissão, a partida do motor de combustão interna é possível através da máquina elétrica pela embreagem do motor, o que traz consigo claras vantagens do NVH (Noise Vibration Harshness)

 Pela troca do elemento de partida pela embreagem úmida na embreagem do motor, as necessidades de deslizamento não causam problemas

 Como o abastecimento de óleo, também na condução puramente elétrica não depende somente da eficiência da bomba elétrica de óleo adicional (iZÖP) integrada, a janela de temperatura no funcionamento elétrico pode ser expandida

 Pelo aumento do rendimento e da capacidade da bateria, a performance elétrica é elevada, em particular o alcance elétrico e o rendimento de boost. Além disso o aumento da performance possibilita uma maior flexibilidade no cálculo adaptável da condução, o que significa dependendo do veículo uma redução da emissão de poluente

Particularidades:

 Nenhuma embreagem úmida, mas sim embreagem do motor

 9 estágios de condução

 Possível troca do sensor de posição do rotor da máquina elétrica

 Máquina elétrica integrada na unidade motora híbrida

 Unidade motora é trocada como unidade de construção completa. Por isso não é executada atualmente nenhuma verificação de resistência elétrica

Eletrônica de potência

A eletrônica de potência contém um conversor DC/AC e um conversor DC/DC.

São montados dois discos do distribuidor de alta tensão. Um disco do distribuidor AC, que contém as três fases para a máquina elétrica e um disco do distribuidor DC com as conexões para o compressor de agente refrigerante elétrico e o aquecedor PTC de alta voltagem. O fusível de 60 A instalado no disco adaptador DC para o consumidor secundário pode ser trocado separado.

 A eletrônica de potência se encontra no espaço de montagem do tanque na direção de condução esquerda.

Conversor DC/AC

O conversor DC/AC inclui um conversor de corrente e é usado para a operação da máquina elétrica.

Conversor DC/DC

O conversor DC/DC garante o suporte da rede de bordo entre a rede de bordo de alta tensão e de 12 V (modo Buck).

Bateria de alta voltagem

A bateria de íon de lítio de alta voltagem serve como acumulador para energia elétrica fornecida pela recuperação ou através dos componentes elétricos de recarga.

De particular interesse são o tipo de construção compacto e a alta densidade de energia deste sistema de bateria. A bateria de alta voltagem está alojada na parte traseira do veículo.

Ao sistema de bateria pertencem entre outros:

 O bloco de célula com as células de íon de lítio e seu monitoramento

 Módulo de comando do sistema de gerenciamento da bateria (BMS)

 Placa de arrefecimento com conexão do líquido de arrefecimento

 Conexões de alta tensão

 Trava substituível

 Carcaça de alta resistência

Embreagem específica do híbrido

O calor formado na eletrônica de potência e na bateria de alta tensão (com sistema de recarga) é dissipado através de dois circuitos baixa temperatura.

Compressor do agente refrigerante elétrico

A eletrificação parcial do acionamento serve para um aumento do níveis de conforto pela utilização de compressor de agente refrigerante elétrico.

Durante a condução elétrica e para a climatização independente, o veículo é abastecido com a potência de refrigeração necessária independentemente do funcionamento do motor de combustão. O conforto da climatização é mantido assim com o motor de combustão interna parado e pode ser ainda adicionalmente melhorado pela utilização da climatização independente (pré-climatização e conservação de climatização).

Câmbio automático TRONIC9G

O torque gerado do motor de combustão interna e da máquina elétrica é transmitido pelo câmbio automático 9GTRONIC com unidade motora híbrida. Esta variante da caixa de mudanças foi desenvolvida especialmente para a aplicação híbrida.

As adaptações na transmissão básica afetam a carcaça do conversor e o software do comando da caixa de mudanças assim como a bomba elétrica de óleo adicional com placa de mudança.

A unidade motora híbrida contém a bomba de óleo primária para a lubrificação de todos os elementos de comando e pontos de apoio. A bomba elétrica de óleo adicional serve para a manutenção da pressão de trabalho com a máquina elétrica parada. A máquina elétrica está conectada com a embreagem do motor e um conversor de torque específico do híbrido integrado na unidade motora.

Modo de operação e programas de condução

O motorista tem a possibilidade de selecionar entre quatro modos de operação.

HÍBRIDO (regulagem padrão)

 Seleção automática do tipo de propulsão

 Funcionamento puramente elétrico possível

 Utilização de consumo ideal do motor de combustão interna e elétrico em conjunto com o funcionamento do veículo

MODO E

 Funcionamento puramente elétrico

 Dosagem da potência elétrica através do accelerator force feedback pedal (AFFP)

 Partida do motor de combustão apenas com a sobrepressão do ponto de pressão tátil

E-SAVE

 Estado de carga da bateria é condição prévia para mais tarde por ex. poder conduzir no modo puramente elétrico

 Funcionamento puramente elétrico possível (no âmbito da energia obtida pela recuperação)

LOTE

 A bateria será carregada no funcionamento do veículo, assim como no estado parado

 Nenhum funcionamento elétrico disponível

Programas de condução

As propriedades da propulsão híbrida complementam a propulsão convencional nos programas de condução disponíveis sport/sport plus, comfort, economy e eles oferecem ao motorista um estilo de condução esportivo, confortável ou otimizado pelo consumo .

Sport/sport plus

 Estilo de condução esportivo/mais esportivo com E-BOOST amplificado

 Motor de combustão interna sempre ligado

 Disposição esportiva do trem de força híbrido (alongamento do pedal do acelerador e curva característica da marcha da caixa de mudanças adequados)

Comfort (regulagem padrão)

 Estilo de condução confortável, otimizado pelo consumo ( característica especial do pedal do acelerador e da curva característica da marcha da caixa de mudanças)

 Funcionamento elétrico disponível

Econômico

 Estilo de condução especialmente otimizado pelo consumo com condução elétrica

 Disposição econômica do trem de força híbrido

 Funcionamento elétrico disponível

 Funções do assistente ECO

Funções hibridas

Funcionamento elétrico

A partida e a condução com carga parcial ocorre puramente elétrica ou combinada. A bateria de alta tensão e a unidade propulsora de 65 kW possibilitam um funcionamento puramente elétrico por uma distância de mais de 30 km. Se a potência do motor elétrico não é mais suficiente, incluído em condução rápida ou em grandes aclives, é dada a partida no motor Otto automaticamente e o trem de força é ligado. Ao fechar a embreagem entre a máquina elétrica e o motor de combustão interna, a rotação é sincronizada antes do fechamento. A eletrônica do veículo regula com isso a rotação do motor de combustão interna e da máquina elétrica da unidade propulsora. Através dessa função, é conseguida que a ligação do motor de combustão interna ocorra de maneira confortável e imperceptível para o motorista.

E-BOOST

No denominado modo Boost, a máquina elétrica apoia o motor de combustão interna para atingir o mais rápido possível o torque nominal requisitado, em particular com rotações baixas. A duração e intensidade do modo Boost são neste contexto, entre outros, dependentes do estado de carga da bateria de alta voltagem. O motor de combustão interna dispõe de uma partida convencional otimizada e não precisa ser dada a partida por tranco pela energia cinética do veículo. A agilidade aumenta assim claramente.

Recuperação ou frenagem

A recuperação tem no regime de desaceleração e na fase de frenagem uma grande alavanca de ajuste na redução do consumo. No regime de desaceleração o motor de combustão interna é consequentemente desligado e a potência de arrastamento é substituída por um momento de recarga na operação de gerador da máquina elétrica.

Na desaceleração do veículo híbrido são possíveis três condições de operação diferentes:

 Na rolagem com desaceleração de impulso já é recuperado. A máquina elétrica trabalha então como gerador e leva a energia recuperada da energia da bateria de alta tensão

 Se o motorista aciona apenas levemente o pedal do freio, o veículo é fortemente desacelerado pela máquina elétrica e a máquina elétrica pode alimentar mais energia na bateria de alta tensão

 Se o motorista freia mais forte, o freio de serviço também é usado para a desaceleração do veículo. Nesta situação de serviço, ambos os sistemas trabalham combinados

Regime de desaceleração e recuperação inteligente

Se o motorista tira o pé do pedal do acelerador no programa de condução comfort ou economy, o veículo ativa o modo de navegação, o motor de combustão interna é desacoplado e desligado. A máquina elétrica gera pela recuperação um momento de impulso.

No programa de condução comfort, o momento de impulso é ajustado de tal forma, que o veículo rola como um veículo convencional e desacelera (vide impulso do motor de combustão), com isso a energia recuperada é alimentada na bateria de alta tensão.

No programa de condução economy, para o benefício da recuperação inteligente, a recuperação de energia é reduzida ao mínimo (regime de desaceleração alongado). O motor de combustão interna permanece com isso também desligado. Nessa condição de operação, a energia em uma maior velocidade de rolagem e/ou maior distância de rolagem é convertida diretamente para o motorista. Isso é vantajoso em pista de declive longa ou em antecipação de passagem em semáforos ou cruzamentos. O veículo rola nesse estado livremente e é pouco desacelerado como um veículo convencional. Adicionalmente é ajustado um momento de impulso inteligente na rolagem pelo sensor de radar do veículo a frente reconhecido.

Silent Start

O veículo híbrido possibilita um funcionamento puramente elétrico após o acionamento do botão de partida. A disponibilidade do Silent Start depende da temperatura externa ou da temperatura da óleo da transmissão e do estado de carga da bateria de alta tensão. A disponibilidade operacional da propulsão híbrida é sinalizada no instrumento combinado através da indicação ''READY'' em verde.

Condução com propulsão híbrida

Condução na cidade

No trânsito da cidade com suas fases de repouso e desacelerações, o híbrido deixa claro suas vantagens particulares:

 Por um lado, pela parada do motor de combustão interna durante as fases de manutenção e a recuperação durante as desacelerações comuns do veículo

 Por outro lado, pelo funcionamento puramente elétrico sem utilização da motor de combustão interna

Condução em viagens

Em condução em viagens, as fases de funcionamento elétrico, boost, constante e de recuperação se alternam. Conforme o perfil da pista, fica disponível uma grande quantidade de energia de recuperação, que oferece uma vantagem em relação a consumo e emissões em comparação com conceitos de propulsão convencionais.

Condução em estradas

Em condução em estradas, particularmente o deslocamento do ponto de carga do motor de combustão interna tem efeitos favoráveis quanto ao consumo e emissões. Assim o processo de combustão do motor é deslocado para um ponto de operação com baixo consumo.

Controle inteligente de tração

O controle inteligente de tração para veículos híbridos considera antecipadamente o andamento das estradas e a situação de trânsito, para aplicar a energia da bateria de alta tensão durante a condução da forma mais eficiente possível. Para as funções de antecipação, são utilizadas informações dos sensores de radar, da câmera multifunção e do sistema de navegação COMAND online.

O consumo do veículo é reduzido através do controle inteligente de tração e o alcance elétrico é aumentado, assim como uma utilização confortável para o motorista é alcançada pelo apoio nas inúmeras situações de condução.

As funções do controle inteligente de tração:

 Recuperação inteligente

 Estratégia da mudança de marchas inteligente

 Estratégia operacional baseada nos percursos

 Assistente ECO

Recuperação inteligente

O sistema recuperativo do freio é usado para utilizações dependentes da situação de condução do motor elétrico como gerador para a recuperação. A recuperação é adaptada de forma flexível nas situações de trânsito futuras. Com isso o veículo analisa junto com os dados do radar por ex. também dados da câmera e dos mapas o assistente de reconhecimento dos sinais de trânsito. Energia recuperada pode então, dependendo da situação, ser armazenada de forma eficiente como energia cinética ou energia elétrica e assim ser aumentada o alcance.

A função aumenta o alcance pelo armazenamento eficiente da energia:

 Como energia cinética, quando o regime de desaceleração faz sentido

 Como energia elétrica, quando a desaceleração através de recuperação é ideal

A análise da situação de condução é feita com base nas informações dos arredores (fusão de sensores) com auxílio dos dados do radar, câmera e mapas.

O momento de recuperação adequado é ajustado continuamente do rolamento livre até uma desaceleração definida através da recuperação.

O sensor do radar fornece as informações da distância e velocidade relativa. Um regulador de distância calcula uma aceleração ou desaceleração ideal dependendo do trânsito. Adicionalmente são avaliados os limites de velocidade captados pela câmera multifunção e a recuperação é adaptada. Os limites de velocidade dos dados do mapa são avaliados antecipadamente e a recuperação adaptada por uma simulação de rolagem. Através de um impulso duplo do accelerator force feedback pedal (AFFP) ocorre a recomendação do motorista para a passagem de marcha no tempo ideal no regime de desaceleração. Para o cliente, as adaptações da recuperação são visualizadas na imagem de fluxo de energia do instrumento combinado assim como pela potência de recuperação atual na indicação de potência.

Estratégia da mudança de marchas inteligente

Com a estratégia da mudança de marchas inteligente, na aproximação de um veículo à frente, uma prevenção de engatar uma marcha acima é provocada, o que impede engatar uma marcha acima com retirada da aceleração conectada. Se, por ex., um veículo mais veloz ultrapassar, imediatamente depois será possível acelerar numa marcha ideal (mais baixa). Através disso, o engate de uma marcha superior na retirada da aceleração e a redução de marcha necessária no acionamento do pedal do acelerador serão evitadas. Não podendo ultrapassar, uma desaceleração maior ocorrerá através do torque de avanço do freio motor e o motorista terá que frear menos, para não avançar/bater no veículo em frente.

O objetivo da estratégia de mudança de marchas antecipada é a elevação do conforto de condução e o aperfeiçoamento da agilidade do veículo. A função está ativa em todos os programas de condução, porém dimensionada de maneira diferente. Isto significa que os respectivos valores limite da rotação estão ajustados individualmente para cada programa de condução correspondente.

Estratégia operacional baseada nos percursos

As diversas operações híbrida selecionáveis manualmente podem ser usadas, por ex., em um percurso de condução conhecido pelo motorista, onde ele quer conduzir eletricamente e quando a sua bateria pode estar descarregada. A estratégia operacional baseada nos percursos incorpora estas duas necessidades e as conecta, para diminuir a decisão do motorista para a sequência ideal do percurso dos modos de operação. A seleção dos modos de operação ocorre, neste caso, não somente com base em eventos, mas também com a consideração das seguintes circunstâncias:

 A utilização da energia elétrica tem um efeito diferente de redução de consumo em dependência do trecho de condução

 A utilização da energia elétrica para a operação elétrica na cidade representa um valor emocional maior para o cliente

Fora da cidade, a estratégia baseada nos percursos poderá aplicar temporariamente menos energia elétrica e adicionalmente ajustar o estado de carga através do deslocamento do ponto de carga específico sobre as restantes reduções de percurso.

O fundamento para a avaliação energética da rota e com isso para o controle de recarga e liberação de potência são os dados disponibilizados pela interface do ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) do COMAND online para os limites de velocidade que se encontram à frente e aclive (até 1024 km em redução de 128 m).

A estratégia operacional baseada nos percursos é ativado com a orientação ativa no sistema de navegação, selecionada a operação híbrida e o programa de condução economy.

Assistente ECO

Assim, o assistente ECO apoia o motorista para que ele atinja um modo de condução econômico e confortável. Com isso estão à disposição do motorista as seguintes funções:

 Ponto de pressão adicional variável no accelerator force feedback pedal (modo E):

Através de um ponto de pressão perceptivelmente no accelerator force feedback pedal, será sinalizado o desempenho momentâneo elétrico máximo de condução. Se o accelerator force feedback pedal for comprimido acima do ponto de pressão, o motor de combustão interna é ligado.

 Impulso duplo no accelerator force feedback pedal (programa de condução economy):

Através de um impulso duplo perceptível no accelerator force feedback pedal (AFFP), o motorista recebe uma recomendação para soltar o pedal do acelerador. Por este meio o motor de combustão interna pode ser desligado e desacoplado do trem de força. O veículo pode trocar no modo de navegação ou na recuperação inteligente. O impulso duplo será desencadeado dependente da velocidade do veículo, da distância e da velocidade relativa para um veículo à frente.

Conceito de operação e indicação

Os comandos e indicadores adicionais estão disponíveis na classe E com a nova geração de propulsão híbrida:

 Indicação de potência no instrumento combinado no modo E

 Indicação de recuperação e E power de outros modos no instrumento combinado

 Indicação de fluxo de energia na headunit e no instrumento combinado

 Histograma de recuperação de consumo na headunit

 Indicação READY no instrumento combinado

Climatização

A climatização independente oferece um alto conforto térmico especialmente eficiente em energia no compartimento interno do veículo já antes da partida do veículo pela chave transmissora ou programação, semelhante à calefação independente fóssil. Adicionalmente é possível uma ativação e programação por um aplicativo de smartphone (Mercedes me connect).

 Se o cliente ativar a climatização antes da partida, então também depois do processo de recarga terminado, a capacidade da bateria pode apresentar um valor < 100 %.

Possibilidades de carga da bateria

O plug-in da bateria pode ser carregado nas estações de recarga e nas tomadas de casa pela tomada do veículo integrada no para-choque traseiro. A recarga padrão em uma tomada comercial com potência de carga de 1,8 kW (1 fase com 8 A) dura com aprox. 20 °C de temperatura ambiente aprox. 3 horas. Nas estações de recarga públicas ou nas wallbox instaladas na garagem, tempo de carga com aprox. 20 °C de temperatura ambiente é reduzido em aprox. 1,5 hora (3,6 kW de potência de carga em uma wallbox ou estação de recarga; 1 fase com 16 A).

O carregador onboard é instalado na região traseira na caixa multifunções. Ele regula o processo de recarga e protege contra curto-circuito, inversão de polaridade assim como sobretensão. Simultaneamente, o sistema de carga monitora para a proteção da bateria a tensão, a quantidade de carga, o tempo de recarga e a temperatura dos componentes envolvidos. Alternativamente a bateria pode ser carregada pela unidade propulsora durante a condução no modo CHARGE (às custas do consumo de combustível).

P54.10-4500-81

Cabo de carga

Junto com o conhecido cabo de recarga para estações de recarga públicas (modo 3) é utilizado para a recarga através da tomada de casa (modo 2) um novo cabo de recarga.

Conceito de segurança

Vasta experiência com propulsões na faixa de alta tensão, levaram ao desenvolvimento de um novo conceito de segurança de vários estágios. Adicionalmente ao sistema de vigilância autárquico em operação, a variante híbrida está equipada com um ponto de separação para equipes de resgate, com o qual a rede de bordo de alta voltagem poderá ser desligada. O interruptor geral da bateria usado cumpre a exigência atual das principais organizações e associações de resgaste. O interruptor é instalado inviolável sob o capô do motor na área do reservatório de compensação do líquido de arrefecimento. Adicionalmente se encontra um ponto de separação na forma de uma marcação de aresta cortante no módulo do fusível e relé esquerdo. Neste ponto de separação, é possível ter acesso quando este estiver dificultado pela parte frontal do veículo.