Вводная информация по выпуску новой модели

Введение и обзор

Начиная с марта 2016 года возможен заказ седана E-Класса нового поколения. Седан является первым автомобилем нового семейства E-Класса, которое ожидали не только из-за новых вариантов кузова, но и из-за альтернативного типа привода.

В дополнение к обычным приводам у нового седана E-Класса имеется вариант с гибридным приводом нового поколения.

Благодаря комбинированной системе привода становится возможной реализация дополнительных функций по сравнению с автомобилями только с ДВС, что обеспечивает комфорт при вождении, а также обеспечивает минимальный расход и позволяет сократить до минимума или даже устранить вредные выбросы. Постоянный режим электропривода возможен при скорости до 130 км/ч, запас хода составляет более 30 км.

К особенностям гибридного привода относятся, например:

 Электрический ускоритель E-BOOST

 Рекуперация

 Функция автоматического пуска-остановки двигателя (ECO)

 Внешняя зарядка высоковольтной АКБ

 Автономная система кондиционирования салона

 Тактильная педаль газа

 Intelligent HYBRID

P00.00-5750-75

Гибридный привод

Комбинированная система привода автомобиля с гибридным приводом состоит из 4-цилиндрового бензинового двигателя M274 E20 DEH LA с рабочим объемом 1991 см3, мощностью 155 кВт и максимальным крутящим моментом 350 Нм, а также модуля привода P2-65 PI, чей электродвигатель с постоянными магнитами с номинальной мощностью 65 кВт создает максимальный крутящий момент 320 Нм.

Снаружи автомобиль с гибридным приводом можно узнать по обозначению E 350 e на крышке багажника и по откидной крышке в заднем бампере для доступа к розетке автомобиля.

К модулю гибридного привода относятся следующие компоненты:

 ДВС

 Электродвигатель-генератор

 Коробка передач 9G-TRONIC

 Силовой электронный блок (преобразователь переменного/постоянного тока и преобразователь напряжения постоянного тока)

 Высоковольтная АКБ

 Электрические зарядные компоненты (бортовое зарядное устройство, розетка автомобиля и зарядный кабель)

Дополнительно автомобиль с гибридным приводом оснащен:

 Электроприводным высоковольтным компрессором кондиционера (HV-EKMV) для системы кондиционирования

 Тактильной педалью газа

 Электроприводным высоковольтным электрическим отопителем (HV-PTC) для обеспечения комфортной температуры при низких температурах наружного воздуха

 Электроприводным вакуумным насосом для усиления тормозного привода

 Электромеханическим усилителем рулевого управления

 Разработанной специально для автомобиля с гибридным приводом тормозной системой для эффективной рекуперации (RBS)

Электродвигатель-генератор

Поскольку электродвигатель-генератор уже при низкой частоте вращения может предоставлять высокие крутящие моменты, это эффективно усиливает двигатель внутреннего сгорания. Таким образом нужный водителю крутящий момент достигается существенно быстрее, чем при обычных приводах, что повышает маневренность автомобиля.

Интегрированный в приводной агрегат коробки передач электродвигатель-генератор является постоянно активным синхронным двигателем в конструкции внутреннего ротора. Он концентрически расположен между двигателем внутреннего сгорания и автоматической коробкой передач и содержит датчик положения ротора электродвигателя-генератора и датчик температуры электродвигателя-генератора для регистрации температуры двигателя.

Чтобы электродвигатель переменного тока мог работать в высоковольтной сети постоянного тока, необходимо наличие силового электронного устройства (инвертора). В силовое электронное устройство встроен блок управления силовым электронным устройством, инвертор электродвигателя-генератора, а также преобразователь напряжения постоянного тока (для питания бортовой сети 12 В).

Инвертор активирует электродвигатель-генератор по запросу блока управления силовым электронным устройством с 3-фазным-переменным напряжением. Блок управления силовым электронным устройством обрабатывает температуру и положение электродвигателя-генератора, диагностические сведения и прогнозы доступного крутящего момента. Блок управления силовым электронным устройством обменивается данными с блоком управления трансмиссией. Предоставляются данные электродвигателя-генератора и преобразователя напряжения постоянного тока силового электронного устройства и генерируются запросы крутящего момента, натяжения и тока для блока управления трансмиссией.

Силовое электронное устройство через плату высоковольтного распределителя подключено к электродвигателю-генератору.

Удобной особенностью является способность электродвигателя-генератора активно гасить крутильные колебания в трансмиссии для повышения комфортности езды.

Электродвигатель-генератор устанавливается для реализации функции Start-Stopp, режима генератора, а также эффекта дополнительного ускорения и рекуперации.

P27.51-2138-82

Гидротрансформатор остается в качестве полноценного пускового элемента. Преобразователь вместе с муфтой блокировки гидротрансформатора, разъединительным сцеплением и интегрированным гасителем образуют оптимизированную по массе высокоинтегрированную конструктивную группу.

Приводной агрегат (включая силовую электроустановку, преобразователь, разъединительное сцепление, муфту блокировки гидротрансформатора и корпус гидротрансформатора) может устанавливаться как отдельная модульная единица. Через плату высоковольтного распределителя он связывается с основным модулем коробки передач.

Такая конструкция трансмиссии обеспечивает реализацию следующих важных функциональных достижений:

 Разъединительное сцепление сокращает трансмиссионные потери во всех режимах работы, в которых отсоединяется двигатель внутреннего сгорания

 Посредством размещения гидротрансформатора с муфтой блокировки гидротрансформатора между электродвигателем-генератором и входом коробки передач возможен пуск двигателя внутреннего сгорания с помощью силовой электроустановки через разъединительное сцепление, что влечет за собой явные NVH-преимущества (Noise Vibration Harshness)

 Благодаря замене пускового элемента сцепления в масляной ванне разъединительным сцеплением отсутствуют проблемы критериев ползучести

 Поскольку подача масла и при движении только на электродвигателе зависит не только от мощности интегрированного электрического масляного насоса (iZÖP), температурный интервал, в котором возможен режим электропривода, может быть расширен

 Путем повышения мощности и емкости аккумуляторной батареи увеличивается электроэффективность, в частности электрический запас хода и мощность дополнительного ускорения. Кроме того, повышение эффективности дает большую гибкость при адаптивном расчете движения, что в зависимости от конкретного автомобиля означает уменьшенный выброс вредных веществ

Особенности:

 Отсутствует сцепление в масляной ванне, вместо него разъединительное сцепление

 9 положений селектора АКП

 Возможна замена датчика положения ротора электродвигателя-генератора

 Электродвигатель-генератор интегрирован в гибридный приводной агрегат

 Приводной агрегат заменяется как единый блок. Поэтому не проводится текущая проверка электрической прочности

Силовое электронное устройство

Силовое электронное устройство содержит преобразователь переменного/постоянного тока и преобразователь напряжения постоянного тока.

Установлены две платы высоковольтного распределителя. Плата распределителя AC, которая содержит три фазы для электродвигателя-генератора и плата распределителя DC с подключениями для электрического компрессора кондиционера и высоковольтного электрического отопителя. Установленное в плате адаптера DC сопротивление 60 A для дополнительных потребителей может заменяться отдельно.

 Силовое электронное устройство находится в пространстве для бака с левой стороны по направлению движения.

Преобразователь переменного/постоянного тока

Преобразователь переменного/постоянного тока содержит инвертор и устанавливается для работы электродвигателя-генератора.

Преобразователь напряжения постоянного тока

Преобразователь напряжения постоянного тока обеспечивает поддержку бортовой сети между высоковольтной и 12-вольтной бортовыми сетями (режим преобразования высокого напряжения в низкое).

Высоковольтная АКБ

Li-ионная высоковольтная АКБ служит в качестве аккумулятора электрической энергии, полученной от рекуперации или посредством электрических зарядных компонентов.

Следует особо отметить компактную конструкцию и высокую плотность энергии этой системы АКБ. Высоковольтная АКБ находится в задней части автомобиля.

К системе АКБ помимо прочего относятся:

 Блок ячеек АКБ с отдельными литиево-ионными элементами и средствами их контроля

 Блок управления системой управления АКБ (BMS)

 Плата охлаждения со штуцером ОЖ

 Высоковольтные контакты

 Заменяемый предохранитель

 Высокопрочный корпус

Специальное охлаждение для гибридной системы

Тепло, образующееся в силовом электронном устройстве и в высоковольтной АКБ (с системой зарядки), отводится по двум отдельным низкотемпературным контурам.

Электрический компрессор кондиционера

Электроснабжение деталей привода служит для повышения уровня комфорта путем использования электрического компрессора кондиционера.

Во время движения на электродвигателе и для работы автономной системы кондиционирования автомобиль снабжается необходимой для охлаждения мощностью независимо от работы двигателя внутреннего сгорания. Таким образом система климат-контроля продолжает действовать при простое двигателя внутреннего сгорания и может быть дополнительно улучшена использованием автономной системы кондиционирования (предварительное и поддерживающее кондиционирование).

Автоматическая коробка передач 9G-TRONIC

Созданный крутящий момент двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя-генератора передается через автоматическую коробку передач 9G-TRONIC с гибридным приводным агрегатом. Эти варианты коробки передач были усовершенствованы для гибридного применения.

Изменения в базовой коробке передач затрагивают корпус гидротрансформатора и программное обеспечение системы управления коробкой передач, а также дополнительный электрический масляный насос с панелью клапанов системы переключения передач.

Гибридный приводной агрегат содержит первичный масляный насос для смазывания всех элементов переключения и опорных точек. Дополнительный электрический масляный насос служит для поддержания надлежащего рабочего давления при неработающем электродвигателе-генераторе. Электродвигатель-генератор вместе с разъединительным сцеплением и гидротрансформатором крутящего момента гибридной системы интегрирован в приводной агрегат.

Режимы работы и программы движения

Водитель может выбрать один из четырех режимов работы.

HYBRID (стандартная настройка)

 Автоматический выбор типа привода

 Возможен постоянный режим электропривода

 Оптимальное по расходу использование ДВС и электродвигателя в комбинированном режиме движения

E-MODE

 Постоянный режим электропривода

 Дозирование электрической мощности посредством тактильной педали газа

 Запуск ДВС только при избыточном давлении на тактильную точку надавливания

E-SAVE

 Уровень заряда аккумуляторной батареи возобновляется, чтобы, например, в дальнейшем можно было ехать полностью на электрической тяге

 Постоянный режим электропривода возможен (в рамках энергии, полученной в результате рекуперации)

CHARGE

 Аккумуляторная батарея заряжается как во время движения, так и во время остановки

 Режим электропривода недоступен

Программы движения

Возможности гибридного привода дополняют возможности доступных в стандартном приводе программ движения Sport/Sport Plus, Comfort, Economy и предоставляют водителю возможность спортивной, комфортабельной или оптимизированной по расходу манеры езды.

Sport/Sport Plus

 Спортивная/более спортивная манера езды с усиленным ускорителем E-BOOST

 Двигатель внутреннего сгорания все время работает

 Спортивное конструктивное исполнение гибридной трансмиссии (адаптированное напряжение педали газа и характеристика переключения коробки передач)

Comfort (стандартная настройка)

 Комфортная, с оптимизированным расходом манера езды (специальная характеристика педали газа и характеристика переключения коробки передач)

 Доступен режим электропривода

Economy

 Манера езды с особо оптимизированным расходом на электрической тяге

 Экономичное конструктивное исполнение гибридной трансмиссии

 Доступен режим электропривода

 Функции ECO-ассистента

Функции гибридного привода

Режим электропривода

Трогание с места и движение с частичной нагрузкой выполняется либо полностью на электрической тяге либо в комбинированном режиме. Высоковольтная АКБ и привод мощностью 65 кВт дают возможность использовать постоянный режим электропривода на протяжении более 30 км. Если мощности электродвигателя становится недостаточно, либо при быстрой езде либо на крутых подъемах, автоматически включается бензиновый двигатель и подключается трансмиссия. Перед разъединением сцепления между электродвигателем-генератором и двигателем внутреннего сгорания частоты вращения синхронизируются. Для этого электронное оборудование автомобиля настраивает частоту вращения двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя-генератора привода. Благодаря этой функции подключение двигателя внутреннего сгорания происходит удобно и незаметно для водителя.

Электрический ускоритель E-BOOST

В так называемом режиме дополнительного ускорения электродвигатель-генератор поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания для скорейшего достижения заданного крутящего момента, в частности, при низких частотах вращения. Длительность и интенсивность режима дополнительного ускорения при этом помимо всего прочего зависит от уровня заряда высоковольтной АКБ. Двигатель внутреннего сгорания имеет в распоряжении оптимизированный стандартный стартер и не нуждается для запуска в буксировочной кинетической энергии автомобиля. В результате этого существенно увеличивается маневренность.

Рекуперация энергии или торможение

Рекуперация в режиме принудительного холостого хода и в фазе торможения имеет большое значение для снижения расхода. В режиме принудительного холостого хода двигатель внутреннего сгорания специально отключается и сила тяги в генераторном режиме электродвигателя-генератора заменяется крутящим моментом нагрузки.

При торможении автомобиля с гибридным приводом различаются следующие возможные режимы работы:

 При движении накатом с задержкой тягового усилия рекуперация выполняется. В этом случае электродвигатель-генератор работает в качестве генератора и загружает возвращенную энергию в высоковольтную АКБ

 Если водитель лишь слегка нажимает педаль тормоза, автомобиль посредством электродвигателя-генератора замедляется быстрее и электродвигатель-генератор может подать больше энергии в высоковольтную АКБ

 Если водитель тормозит сильнее, то для торможения автомобиля используется также рабочий тормоз. В этой ситуации обе системы работают вместе

Режим принудительного холостого хода и интеллектуальная рекуперация

Если водитель в режиме движения Comfort или Economy снимает ногу с педали газа, автомобиль активирует режим облегчения движения накатом, двигатель внутреннего сгорания отсоединяется и отключается. Электродвигатель-генератор за счет рекуперации создает момент толкающей силы.

В режиме движения Comfort момент толкающей силы настроен таким образом, что автомобиль движется накатом и замедляется как обычный автомобиль (ср. тяга двигателя внутреннего сгорания), получаемая при этом энергия сохраняется в высоковольтной АКБ.

В режиме движения Economy ради интеллектуальной рекуперации получение энергии сокращается до минимума (режим продления движения накатом). В этом случае двигатель внутреннего сгорания также не включается. В этом режиме работы энергия непосредственно преобразуется в высокую скорость движения накатом и/или длительный разгон. Это дает преимущество на длинных уклонах дороги или предстоящем подъезде к светофорам и перекресткам. В этом состоянии автомобиль катится свободнее и замедляется немного медленнее, чем обычный автомобиль. Кроме того, при приближении к распознанному радарными датчиками движущемуся впереди автомобилю выполняется интеллектуальная настройка момента толкающей силы.

Silent Start

После успешного нажатия кнопки «Старт» автомобиль с гибридным приводом переходит в постоянный режим электропривода. Доступность Silent Start зависит от температуры наружного воздуха или температуры трансмиссионного масла и уровня заряда высоковольтной АКБ. Готовность гибридного привода к работе отображается в комбинации приборов с помощью индикации ''READY'' зелёного цвета.

Езда с гибридным приводом

Движение по городу

При движении по городу с частыми остановками и торможениями преимущества Hybrid проявляются особенно отчетливо:

 С одной стороны, благодаря выключению двигателя внутреннего сгорания во время остановок и рекуперации во время частых торможений автомобиля

 С другой стороны, благодаря постоянному режиму электропривода без использования двигателя внутреннего сгорания

Загородная поездка

Во время загородной поездки чередуются фазы режима электропривода, форсажа, равномерного движения и рекуперации. В зависимости от профиля участка дороги имеются большие объемы рекуперационной энергии, которые в отличие от традиционной концепции привода позволяют выиграть в расходе и выбросе вредных веществ.

Поездка по магистрали

При поездке по магистрали на расход и эмиссию благоприятно влияет, в частности, смещение точки нагрузки двигателя внутреннего сгорания. Таким образом процесс сгорания двигателя смещается в рабочую точку с низким расходом.

Система интеллектуального управления приводом

Система интеллектуального управления приводом для гибридных автомобилей предварительно учитывает характер движения по дороге и дорожную ситуацию, чтобы во время движения максимально эффективно использовать энергию высоковольтной АКБ. Для функций прогноза используются данные радарных датчиков, мультифункциональной камеры и навигационной системы COMAND Online.

Система интеллектуального управления приводом сокращает расход автомобиля и повышает электрический запас хода, а также обеспечивает водителю повышенный комфорт, помогая ему в многочисленных дорожных ситуациях.

В состав функций системы интеллектуального управления приводом входят:

 интеллектуальная рекуперация

 интеллектуальный режим переключения передач

 режим эксплуатации с учетом пути перемещения

 ECO-ассистент

Интеллектуальная рекуперация

В некоторых ситуациях рекуперативная тормозная система может использоваться электродвигателем, выступающим в качестве генератора для рекуперации. Рекуперация гибко адаптируется к текущим и будущим дорожным ситуациям. Для этого наряду с данными радаров автомобиль обрабатывает, например, также данные карт и камер системы распознавания дорожных знаков. Возвращенная энергия затем в зависимости от ситуации может эффективно накапливаться в качестве кинетической или электрической энергии, повышая таким образом запас хода.

Эта функция увеличивает запас хода благодаря эффективному накоплению энергии:

 В виде кинетической энергии, если целесообразен режим принудительного холостого хода

 В виде электрической энергии, если оптимальным является торможение с помощью рекуперации

Анализ дорожной ситуации выполняется на основании окружающей информации (сочетание различных датчиков) с помощью данных, получаемых от радаров, камеры и картографических данных.

Подходящий рекуперативный момент от свободного движения накатом до определенного замедления плавно устанавливается системой рекуперации.

Сведения о расстоянии и относительной скорости предоставляется радарными датчиками. Регулятор расстояния в зависимости от ситуации на дороги рассчитывает величину идеального ускорения или замедления. Кроме того, анализируются зарегистрированные мультифункциональной камерой ограничения скорости и выполняется корректировка рекуперации. Предварительно анализируются ограничения скорости на основе картографических данных и рекуперация настраивается посредством имитации движения накатом. Посредством парного импульса в тактильной педали газа водитель получает рекомендацию об идеальном времени перехода в режим принудительного холостого хода. Для клиентов настройки рекуперации визуализируются в изображении потока энергии комбинации приборов, а также посредством текущей мощности рекуперации в указателе мощности.

Интеллектуальный режим переключения передач

В интеллектуальном режиме переключения передач при приближении к движущемуся впереди автомобилю активируется подавление переключения на повышенную передачу, чтобы предотвратить принудительное переключение на повышенную передачу при включенном сбросе газа. Если, например, вы пропускаете двигающийся с большей скоростью автомобиль, непосредственно после этого возможно ускорение на оптимальной передаче. Таким образом предотвращается переключение на повышенную передачу при отпускании педали газа и, следовательно, необходимое переключение на пониженную передачу при нажатии педали газа. В случае невозможности обгона за счет тормозящего момента двигателя обеспечивается более эффективное замедление автомобиля и водитель не должен притормаживать излишне сильно, чтобы не столкнуться с едущим впереди автомобилем.

Назначение режима заблаговременного переключения передач заключается в повышении комфорта движения и улучшении маневренности автомобиля. Функция доступна во всех режимах движения, но имеет различное исполнение. Это означает, что соответствующие пороговые значения частоты вращения адаптированы для соответствующих режимов движения.

Режим эксплуатации с учетом пути перемещения

Различные выбираемые вручную режимы эксплуатации гибридного привода могут, например, использоваться водителем, если он знает свой маршрут движения и понимает, где он хотел бы ехать на электрической тяге и когда можно разгрузить высоковольтную АКБ. Основанное на пути перемещения управление энергоснабжением учитывает два данных пожелания и успешно объединяет их, позволяя водителю принимать решение о выборе оптимальной для маршрута серии режимов работы. Выбор режима работы осуществляется при этом не только с ориентацией на события, но и с учетом следующих обстоятельств:

 Использование электроэнергии в зависимости от маршрута оказывает различное воздействие на снижение расхода

 Использование электроэнергии для режима электропривода в городе требует от водителя больших эмоциональных затрат

За пределами города основанное на пути перемещения управление энергоснабжением при необходимости может потреблять меньше электроэнергии и дополнительно целенаправленно переводить степень заряда высоковольтной АКБ на оставшиеся участки маршрута путем смещения точки нагрузки.

Основой для энергетической оценки маршрута и, следовательно, для управления зарядкой и высвобождения мощности являются предоставляемые через интерфейс ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) из COMAND Online данные о предстоящих ограничениях скорости и подъемах (до 1024 км с разрешением 128-м).

Режим эксплуатации с учетом пути перемещения активен при активном ведении к цели в навигационной системе, выбранном режиме гибридного привода и режиме движения Economy.

ECO-ассистент

Опция «ECO-ассистент» обеспечивает водителю экономичную и комфортную манеру движения. Для этого у водителя имеются следующие функции:

 Дополнительная переменная точка срабатывания в тактильной педали газа (E-MODE):

Посредством ощутимой точки срабатывания в тактильной педали газа сигнализируется максимально доступная в настоящий момент электрическая мощность для движения автомобиля. В случае прохождения тактильной педалью газа точки срабатывания подключается двигатель внутреннего сгорания.

 Двойной импульс в тактильной педали газа (режиме движения Economy):

С помощью осязаемого парного импульса в тактильной педали газа водитель получает рекомендацию для отпускания педали газа. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания может быть отключен и отсоединен от трансмиссии. Автомобиль может перейти в режим облегчения движения накатом или режим интеллектуальной рекуперации. Парный импульс выдается в зависимости от скорости автомобиля, а также от расстояния и скорости относительно едущего впереди автомобиля.

Концепция управления и индикации

Доступные дополнительные органы управления и индикация в автомобиле E-Класса с гибридным приводом нового поколения:

 Индикация мощности в комбинации приборов в E-Mode

 Индикация рекуперации и E-Power в другом режиме в комбинации приборов

 Индикация потока электроэнергии в головном устройстве и в комбинации приборов

 Гистограмма рекуперации расхода в головном устройстве

 Индикация READY в комбинации приборов

Кондиционирование

Автономная система кондиционирования с наименьшими затратами энергии предоставляет высокий уровень температурного комфорта в салоне автомобиля еще до пуска двигателя по сигналу электронного ключа-передатчика или в соответствии с настройками, подобно ранее использовавшемуся автономному отопителю. Кроме того, возможна активация и настройка из приложения на смартфоне (Mercedes me connect).

 Если клиент перед началом движения активирует систему кондиционирования, то после завершения процесса зарядки уровень заряда аккумуляторной батареи может быть < 100 %.

Возможности зарядки аккумуляторной батареи

Аккумуляторная батарея Plug-In может заряжаться от зарядной станции и от бытовых розеток чрез встроенную в задний бампер розетку автомобиля. Обычная зарядка от стандартной розетки с зарядной мощностью 1,8 кВт (1­фазная с 8 A) при температуре наружного воздуха ок. 20  длится ок. 3 часов. На общественных зарядных станциях или на установленных в гараже устройствах Wallbox время зарядки при температуре наружного воздуха ок. 20  может быть сокращено до прибл. 1,5 часов (3,6 кВт зарядной мощности от Wallbox или зарядной станции; 1 фаза с 16 A).

Бортовое зарядное устройство установлено в задней части кузова в мультифункциональной нише. Оно регулирует процесс зарядки и защищено от короткого замыкания, неправильной полярности, а также повышенного напряжения. Одновременно, в целях защиты аккумуляторной батареи, система зарядки контролирует напряжение, объем и время зарядки, а также температуру задействованных компонентов. В качестве альтернативы аккумуляторную батарею можно заряжать посредством привода при езде в режиме CHARGE (за счет расхода топлива).

P54.10-4500-81

Зарядный кабель

Наряду с уже известным зарядным кабелем для общественных зарядных станций (режим 3) для зарядки через бытовую розетку (режим 2) используется новый зарядный кабель.

Концепция безопасности

Многочисленные эксперименты с приводами в высоковольтном диапазоне привели к разработке новой многоступенчатой концепции безопасности. Кроме автономной системы контроля все гибридные модели оснащены местом разъединения для спасательных служб, с помощью которого возможно отключение высоковольтной бортовой сети. Установленный разъединительный выключатель АКБ удовлетворяет самым последним требованиям ведущих организаций и подразделений служб спасения. Защищенный выключатель установлен под капотом в области расширительного бачка системы охлаждения. Дополнительное место разъединения в виде маркировки режущей кромки находится в блоке реле и предохранителей слева. Доступ к этому месту разъединения возможен даже при затрудненном доступе к передней части кузова автомобиля.