Verder dan Tesla: Mercedes-Benz herdefinieert het EV-landschap met innovatieve technologie

Automotive innovatie

Jarenlang leek het erop dat nieuwe fabrikanten van elektrische auto's, zoals Tesla en BYD, de drijvende kracht achter innovatie in de auto-industrie waren.

Dat komt niet alleen doordat ze de manier waarop de auto's worden aangedreven hebben veranderd, maar ook doordat ze de auto's helemaal opnieuw hebben ontworpen, op basis van de basisprincipes. Dat zorgde voor een radicaal ander perspectief op wat wel en niet mogelijk was.

Het zou echter een vergissing zijn om alle “legacy”-fabrikanten te negeren. Onlangs heeft Mercedes (MBGAF) heeft een grote aankondiging gedaan met een breed scala aan innovaties die de manier waarop auto's worden gemaakt compleet kunnen veranderen. Dit illustreert dat de ervaring en R&D-kracht van oudere merken niet te snel onderschat mogen worden.

Visies op mobiliteit in 2040

In november 2024 vloog Mercedes een geselecteerd panel van journalisten naar Duitsland om haar visie op de toekomst van auto's en mobiliteit.

Het begon met een visie voor 2040+ in 3 wereldsteden: Londen, Los Angeles en Shenzhen.

Mercedes ziet zichzelf als een belangrijke schakel in het tot leven brengen van deze toekomstvisies, dankzij de innovaties die tijdens hetzelfde evenement worden gepresenteerd.

Londen

Bron: Binnen EV's

De nadruk lijkt hier te liggen op het verminderen van de stedelijke congestie, wat aansluit bij de huidige koers van het stedelijk beleid in Londen:

• Gedeelde ruimte tussen door mensen bestuurde en autonome voertuigen, die voorzien zijn van signalering.
• Parkeren uitsluitend in (dure) parkeergarages.
• Kleine bezorgingen worden gedaan door kleine robots, terwijl grotere autonome bezorgbusjes alleen in speciaal daarvoor aangewezen zones mogen rijden.
• Veel groen met schaduw, waar stroom wordt opgewekt via zonnepanelen.

Los Angeles

Bron: Binnen EV's

Omdat dit stedelijke landschap een stuk minder dichtbevolkt is, blijft de op auto's gerichte Amerikaanse stijl van urbanisme en cultuur bestaan, maar dan met een laagje groene technologie en geavanceerde technologie:

• Gereserveerde fietspaden liggen naast autostroken waar een mix van elektrische voertuigen, zelfrijdende voertuigen en ‘klassieke auto’s’ rijdt.
• In tegenstelling tot Londen zijn er nog steeds openbare garages en parkeerplaatsen langs de weg.
• Drones en robots zijn alomtegenwoordig en zorgen voor een dicht netwerk van gepersonaliseerde bezorgdiensten. Daarnaast helpen ze klimaatveranderingsgerelateerde risico's zoals bosbranden te beperken.
• Elektrische voertuigen worden opgeladen via een combinatie van inductieve (contactloze) laadstations en een zonnecoating, waarbij gebruik wordt gemaakt van het zeer zonnige weer.

Shenzhen

Bron: Binnen EV's

Tegenwoordig is de stad in essentie het San Francisco en Silicon Valley van China, en deze toekomstvisie weerspiegelt dat. Dit is een veel verticaler, ultradicht en ultramodern stedelijk landschap, gebouwd met mobiliteit in drie dimensies in gedachten:

• Parkeren is uitsluitend toegestaan ​​in parkeergarages met meerdere verdiepingen.
• VTOL-taxi's (Vertical Take Off and Landing) vervoeren mensen door de stad, waarschijnlijk met behulp van autonome vliegprogramma's.
• Ook het grondtransport vindt op meerdere niveaus plaats, waarbij voetgangers en fietsers hun eigen zwevende paden boven het verkeer hebben.
• Robots zijn overal en maken deel uit van ieders leven. Ze voeren allerlei taken uit, van koken tot bezorgen.
• Parken en groene zones zorgen voor een aangename warmteafgifte en bieden ruimte voor gemeenschappelijke leefruimte.
• Hogesnelheidstreinen spelen ook een belangrijke rol bij het vervoer van mensen van en naar Shenzhen, naar de naburige steden, met name de rest van de Guangdong-Hongkong-Macao Greater Bay Area, het economische en technologische hart van het gemoderniseerde China.

Bron: researchgate

Mercedes-Benz CLA EV-prototype

Naast de technologie presenteerde Mercedes ook een prototype van de CLA, een elektrische sedan met een buitengewone accucapaciteit.

Dit model toonde aan dat het in 2,309 uur wel 3715 mijl (24 km) kon rijden, inclusief laadstops. Het is natuurlijk een opmerkelijk bewijs dat range anxiety op de lange termijn geen serieuze zorg zal zijn voor EV's.

De prestatie was het resultaat van de combinatie van 2 factoren:

• Hoog rendement, met een energie-efficiëntie van 5.2 kilometer per kilowattuur, wat het tot de meest efficiënte elektrische auto ter wereld zou kunnen maken, zelfs beter dan de Lucid Air.
• Een 800-volt tractiebatterij en een maximale laadstroom van 320 kilowatt. Elke laadstop duurt ongeveer 10 minuten om de laadstatus van de auto van 10% naar 50% te brengen, wat elke keer 186 km aan actieradius toevoegt.

Zelfopladende zonneauto's

Natuurlijk is efficiënt herladen bij laadstations een must voor EV's op lange afstanden. Maar uiteindelijk gebruiken we de meeste auto's voor kleinere dagelijkse ritten voor woon-werkverkeer en reizen in onze directe omgeving.

Dus het zou geweldig zijn als onze auto's zichzelf gewoon genoeg konden opladen om zulke ritten te kunnen maken. En nog beter als het gratis is.

Dit is de belofte van de zonneverf van Mercedes. Het is niet alleen de integratie van zonnecellen in de carrosserie van de auto, zoals eerder werd overwogen voor de Mercedes EQXX en zijn grote zonnedak.

Bron: Mercedes-Benz

In plaats daarvan moet deze verf rechtstreeks elektriciteit opwekken, waardoor het hele oppervlak van de auto in een zonnegenerator verandert.

Bron: Motor Trend

Wat vooral indrukwekkend is, is dat deze zonneverf een rendement van maar liefst 20% haalt. Dat is niet veel lager dan veel zwaardere zonnepanelen, ondanks het feit dat ze slechts 50 g/m2 wegen. Dat is een belangrijk punt voor het aanbrengen op een auto.

Hoe het werkt, is nog geheim, maar het lijkt erop dat een ultratransparante verfcoating met nanodeeltjes een centraal element vormt en al is getest.

Als het de volledige oppervlakte van een middelgrote SUV beslaat, ongeveer 11 vierkante meter (118 vierkante voet), kan het potentieel 7,450 km aan bereik per jaar toevoegen.

Dat komt neer op ongeveer 20 km per dag, wat genoeg is om 32.8% van de dagelijkse woon-werkafstand van een gemiddelde inwoner van Stuttgart af te leggen.

Binnen EV's

Deze prestaties kunnen nog beter zijn in zonnigere klimaten, zoals Californië of Spanje. Hierdoor hoeven de meeste gebruikers geen laadstations meer te hebben.

Laadstations die vol, te langzaam of te zeldzaam zijn, zijn grote zorgen over elektrische voertuigen en op weg naar een grote comeback van hybride auto'sDeze technologie zou dus een gamechanger kunnen zijn, vooral in regio's met een mediterraan of tropisch klimaat, waar sterke zonnestraling laadfaciliteiten vrijwel irrelevant zou kunnen maken.

Augmented Reality Rijden

De laatste tijd is er een trend gaande om het dashboard van auto's te voorzien van een groot centraal scherm waarmee de bestuurder de auto kan besturen. Dit is vooral te danken aan Tesla en nieuwe ontwerpen voor elektrische auto's in China.

In plaats daarvan wil Mercedes augmented reality-brillen gebruiken, zodat er een virtueel scherm net boven het dashboard zweeft.

Bron: Binnen EV's

Het centrale idee is dat virtual reality in de nabije toekomst veel gebruikelijker wordt en dat autofabrikanten nu al moeten kijken naar hoe ze dit naadloos kunnen integreren in de rijervaring, vergelijkbaar met het koppelen en integreren van smartphones.

Een andere manier om AR/VR-technologie voor autofabrikanten te benutten, is door potentiële kopers hun toekomstige auto's te laten personaliseren. Met behulp van een volledige VR-headset konden ze direct visualiseren hoe verschillende opties eruit zouden zien in het eindproduct, zonder dat de autodealer ze fysiek op locatie beschikbaar hoefde te hebben.

Bron: Binnen EV's

Neuromorfische computers

Iets wat de auto-industrie zich begint te realiseren is dat autonoom rijden waarschijnlijk erg rekenintensief zal zijn. Dit betekent dat er niet alleen voldoende krachtige hardware nodig is, maar dat het energieverbruik van de navigatiecomputer ook niet te verwaarlozen zal zijn. Een dergelijk stroomverbruik zal waarschijnlijk van invloed zijn op het bereik van elektrische voertuigen en de algehele prestaties van robotaxi's.

Een manier om dit te verminderen is om over te stappen van traditionele AI-chips naar neuromorfisch computergebruik. Neuromorfisch computergebruik is een methode waarbij computersystemen inspiratie halen uit de hersenen van levende systemen met neuronen.

Bron: Tech doel

Dit is het pad dat Mercedes bewandelt. In deze demonstratie zijn ze zelfs zover gegaan dat ze hun printplaten zo hebben gevormd dat ze op neuronen lijken. Zo willen ze hun punt duidelijk maken.

Bron: Binnen EV's

Het onderzoek naar neuromorfisch computergebruik werd uitgevoerd in samenwerking met de Canadese Universiteit van Waterloo.

Bio-gemanipuleerd synthetisch leer

Hoewel eco-bewuste of veganistische kopers vaak kritiek hebben op dierlijke producten, worden luxe auto-interieurs toch geassocieerd met het gevoel van leren stoelen. Er bestaan ​​al alternatieven van imitatieleer, maar die voelen altijd een beetje "goedkoop", het tegenovergestelde van wat een premiummerk als Mercedes zoekt.

Dus de onderzoekers creëerden een versie die leer tot op microscopisch niveau nabootst, waardoor de structuur en textuur zeer geloofwaardig zijn. Het is gemaakt van materiaal dat is gewonnen uit oude banden, proteïnepoeder, en nog veel meer.

Bron: Binnen EV's

Omdat het zo op leer lijkt, wordt het op exact dezelfde manier geverfd. Dit zorgt voor de kenmerkende leerachtige geur waar kopers van nieuwe auto's op letten.

Ten slotte is dit materiaal blijkbaar nog sterker dan echt leer. Het is namelijk zeer goed bestand tegen blootstelling aan de zon, zweet en chemicaliën zoals handontsmettingsmiddelen, zonnebrandcrème en bodylotion.

Bron: Binnen EV's

Geïntegreerde remmen

Traditioneel vertrouwen de remmen van auto's simpelweg op verhoogde wrijving op de wielen om af te remmen. Dit vereist niet alleen regelmatig en duur onderhoud, maar het stoot ook veel remstof uit, wat een belangrijke bijdrage levert aan de luchtvervuiling door autoverkeer.

EV's hebben dat enigszins veranderd door een deel van het remmen te laten plaatsvinden door de terugkeer van de kinetische energie in het batterijpakket, wat in feite de elektromotoren in omgekeerde richting laat bewegen. Maar toch, krachtig remmen vereist traditionele remmen als aanvulling.

Mercedes gaat dus nog een stap verder.

Remmen in de aandrijving

De ingenieurs van het bedrijf hebben 'in-drive brakes' ontworpen, de behuizing van de aandrijfeenheid van een elektrisch voertuig.

Bron: Binnen EV's

De schijf is watergekoeld en draait niet, en het remblok is rond en draait met de motor mee. Met dit systeem wordt de scrubsnelheid bereikt door het ronde remblok op de stationaire schijf te duwen.

Wat deze innovatie zo indrukwekkend maakt, is dat het remsysteem van de auto gedurende de hele levensduur ervan nooit meer onderhoud nodig heeft.

Het zou al het remstof binnenhouden, zonder dat het geleegd hoeft te worden. Dit voegt nog een paar andere voordelen toe:

• Dankzij waterkoeling is er geen enkel risico dat de remmen oververhit raken.
• Volledig bedekte, aerodynamische wielen die de luchtweerstandscoëfficiënt van voertuigen helpen verlagen.
• Remgeluiden zouden verminderd worden.

Micro-omvormers

De manier waarop EV's de snelheid terug omzetten in elektriciteit is via een omvormer. De meeste doen dit met een omvormer per motor.

In plaats daarvan overweegt Mercedes om micro-omvormers parallel in plaats van in serie aan te sluiten op de cellen in de accu van een elektrische auto.

Dit zou vooral nuttig kunnen zijn in combinatie met gemengde NMC (nikkel-mangaan-kobalt) en LFP (lithium-ferrum-fosfaat) batterijcellen, waarbij bepaalde chemie beter geschikt is om in één keer meer vermogen op te nemen.

Omdat de laadsnelheid van de accu's vaak bepalend is voor de hoeveelheid energie die kan worden teruggewonnen bij te hard remmen, kan dit zowel de efficiëntie van de auto verhogen als de belasting van de remblokken verder verminderen.

Nog een Legacy Innovator

Mercedes is niet de enige autofabrikant die snel de EV-revolutie bijhoudt. De grootste autofabrikant ter wereld, Toyota, overweegt ook om hybrides en EV's te omarmen, na jarenlang te hebben geaarzeld.

Dit is iets dat we eerder in meer detail hebben besproken in “Toyota (TM) Spotlight: Veilig spelen met een veelzijdige aanpakHier zijn een paar voorbeelden om de innovaties van Mercedes in perspectief te plaatsen:

• Een voortdurende focus op hybriden, geïllustreerd door een nieuw Guinness-wereldrecord voor de hoogste MPG (miles per gallon) voor een rit van kust tot kust in september 2024, behaald met een Prius.
• Een agressief stappenplan voor nieuwe batterijen voor elektrische voertuigen:
• “Prestatie” lithium-ionbatterijen met een actieradius van 800 km (500 mijl) en een oplaadtijd van 20 minuten of minder, verwacht voor 2026.
• “Hoogwaardige” lithium-ionbatterijen met een actieradius van 1,000 km (620 mijl) en een oplaadtijd van 20 minuten of minder, verwacht voor 2028.
• “Doorbraak” in solid-state-batterij met een bereikdoel van 1,000 km (620 mijl) en een volledige oplaadtijd van 10 minuten of minder, verwacht voor 2028.
  • Later zal ook een bereik van 1,200 km worden nagestreefd en zelfs 1450 km/900 mijl. een aangekondigde “technologische doorbraak” in batterijtechnologie in 2023.
• Mogelijk een waterstofverbrandingsmotor (niet gebaseerd op brandstofcellen), voor het geval dat de productie van waterstof goedkoop genoeg wordt om te kunnen concurreren met elektrische voertuigen en creëert een nieuwe waterstofeconomie.
• Misschien nog een interessanter anekdote: Toyota is ook betrokken bij de ontwikkeling van de Lunar Cruiser als onderdeel van het Artemis-programma, in samenwerking met de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).

Bron: Toyota