Experimentálny Mercedes-Benz ELF sa dokáže nabíjať 5 spôsobmi

Mercedes-Benz predstavuje experimentálne vozidlo ELF (Experimental-Lade-Fahrzeug), ktoré v sebe spája ultrarýchle, obojsmerné, solárne, indukčné a kondukčné nabíjanie do ucelenej koncepcie.

Rýchlonabíjanie je kľúčom k praktickosti elektrickej mobility pri každodennom používaní. Mercedes-Benz pomocou experimentálneho vozidla ELF skúma hranice technických možností – vo vozidle aj pri nabíjacom stojane. Na to je experimentálne vozidlo vybavené dvomi systémami rýchleho nabíjania – konektorom MCS (Megawatt Charging System, teda megawattový systém nabíjania) aj klasickým konektorom CCS.

MCS a CCS nabíjanie

Systém MCS bol pôvodne vyvinutý pre nákladnú dopravu, aby umožňoval výkony nabíjania v rozsahu megawattov. Vo vozidle ELF slúži systém MCS ako výskumný nástroj na testovanie tepelnej zaťažiteľnosti a hraníc výkonu vysokovoltových akumulátorov, výkonovej elektroniky, nabíjacieho kábla a ďalších komponentov v extrémnych podmienkach. Mercedes-Benz takisto testuje aj technické hranice systému CCS, aby dokázal vytvoriť podmienky pre ešte vyššie nabíjacie výkony. Vozidlo ELF umožňuje nabíjací výkon až 900 kW. Vďaka tomu je možné nabiť 100 kWh v priebehu desiatich minút. Automobilka pritom uvádza, že použité komponenty ako akumulátor, riadenie nabíjania a CCS-hardvér už predstavujú fázu vývoja, ktorá je blízka sériovej výrobe, pričom majú perspektívu, že budú použité v budúcich modeloch značky Mercedes-Benz.

Príkladom priameho využitia získaných poznatkov vo vývoji budúcich sériových modelov je technologický program CONCEPT AMG GT XX. Štúdia vozidla nastavuje nové štandardy v oblasti vysokovýkonného nabíjania. V priebehu asi piatich minút sa dokáže dobiť energiou umožňujúcou dojazd približne 400 kilometrov. Štúdia dosahuje veľmi vysoký priemerný výkon nabíjania s hodnotou 850 kW pri 1 000 ampéroch vo veľkom rozsahu krivky nabíjania. Pri svojej rekordnej jazde na rýchlostnom ovále Nardò dosiahla štúdia pri ultrarýchlom nabíjaní maximálny nabíjací výkon až 1 041 kW.

Mercedes-Benz v spolupráci s Alpitronic vyvinuli pre prototyp superšportového elektrického vozidla prototyp vysokovýkonného nabíjacieho stojana. Tento nabíjací stojan dokáže prostredníctvom CCS-kábla preniesť elektrický prúd až do 1 000 ampérov, čo je dvakrát viac ako bolo doteraz bežné. Tento výsledok bolo možné dosiahnuť vďaka použitiu nabíjacieho stojana MCS, ktorý bol pôvodne navrhnutý pre nákladné motorové vozidlá. V tomto stojane bol kábel pre nákladné motorové vozidlá nahradený CCS-káblom. Chladiaci výkon v konektore a kábli pritom zostáva zachovaný a umožňuje vyššie výkony. Tento systém nabíjania nebol vyvinutý samostatne, ale spolu s vozidlom.

Obojsmerné nabíjanie

Obojsmerné nabíjanie je strategický nástroj pre energetickú transformáciu. Prostredníctvom vozidla ELF skúma Mercedes-Benz plný potenciál tejto kľúčovej technológie: elektrický prúd sa nielen odoberá, ale sa aj privádza do domácnosti (Vehicle-to-Home, V2H), do siete (Vehicle-to-Grid, V2G) alebo priamo do elektrických zariadení (Vehicle-to-Load, V2L). Vďaka tomu sa elektrické vozidlá môžu stať aktívnou súčasťou trvalo udržateľného energetického systému. V budúcnosti by mali zákazníkom umožniť väčšiu nezávislosť a ponúknuť im možnosti na úsporu nákladov.

Vozidlo ELF umožňuje obojsmerné nabíjanie striedavým aj jednosmerným prúdom. Striedavý prúd umožňuje napájanie elektrických zariadení prúdom (V2L), ako aj priame spätné napájanie domácej siete prostredníctvom obojsmernej nabíjacej skrinky so striedavým prúdom. To je určené pre aplikácie ako Vehicle-to-Home (V2H) alebo Vehicle-to-Building (V2B), prípadne pre odovzdávanie energie do verejnej elektrickej siete (V2G). Jednosmerný prúd v závislosti od použitej infraštruktúry umožňuje priame spätné napájanie verejnej elektrickej siete (V2G) alebo elektrickej siete budovy (V2H, V2B) pomocou obojsmernej nabíjacej skrinky s jednosmerným prúdom.

Nová plne elektrická CLA s technológiou EQ a nová GLC s technológiou EQ sú už technicky pripravené na obojsmerné nabíjanie vďaka kompatibilnej nabíjacej skrinke s jednosmerným prúdom. V priebehu roku 2026 spustí Mercedes-Benz prvé služby obojsmerného nabíjania v Nemecku, vo Francúzsku a vo Veľkej Británii, ďalšie trhy budú nasledovať.

 Výhody obojsmerného nabíjania

Typický vysokovoltový akumulátor Mercedes-Benz v elektrickom vozidle s kapacitou 70 až 100 kWh dokáže kompletne zásobovať priemernú domácnosť na dva až štyri dni (V2H), napríklad pri výpadkoch elektrického prúdu. Okrem toho môže vozidlo slúžiť aj ako mobilný zdroj elektrickej energie pre elektrické zariadenia prostredníctvom systému V2L (Vehicle-to-Load) a dokáže flexibilne zásobovať energiou napríklad náradie alebo domáce spotrebiče. V kombinácii s inteligentným manažmentom energie je možné výrazne znížiť náklady na elektrinu. V závislosti od scenára využitia sú možné úspory vo výške približne 500 eur ročne, čo zodpovedá 10 000 bezplatným kilometrom.

Myšlienka virtuálneho účtu

Príkladom pokrokového prístupu v kontexte čoraz väčšieho prepojenia verejného nabíjania a nabíjania v domácnostiach je myšlienka „virtuálneho účtu pre energiu“. Táto myšlienka predpokladá možnosť flexibilného využitia vygenerovanej elektrickej energie zo slnka nielen v domácnosti, ale aj na cestách. Zákazníci za prebytočnú elektrickú energiu zo svojho fotovoltického zariadenia a za nabíjanie a vybíjanie v domácnosti, ktoré je využiteľné aj pre elektrickú sieť, získajú na virtuálnom účte energetický kredit. Získaný kredit by bolo možné flexibilne uplatniť neskôr, a to buď doma, alebo na cestách na verejných nabíjacích stojanoch Mercedes-Benz. Používaním takéhoto virtuálneho účtu by zákazníci mohli hospodárnejšie využívať vygenerovanú elektrickú energiu a znížiť svoju závislosť od meniacich sa cien elektriny. Technologickou podmienkou by bol uzavretý ekosystém, ako aj hlboká integrácia vozidla, nabíjacej infraštruktúry a cloudovej platformy.

Mercedes-Benz prostredníctvom nabíjacieho ekosystému MB.CHARGE už teraz disponuje takýmto digitálnym základom, pretože tento ekosystém prepája nabíjacie body, toky energie a používateľské profily, a tým umožňuje inteligentné riadenie a vyúčtovanie nezávisle od miesta nabíjania. Cieľom tejto vízie je ponúknuť maximálnu flexibilitu a zároveň odbremeniť elektrickú sieť. Mercedes-Benz sa usiluje o vytvorenie zodpovedajúcich regulačných rámcových podmienok, aby takéto využitie obojsmerného nabíjania bolo možné v rámci koncepcie V2G. Jednou možnosťou by bolo oslobodenie od sieťových poplatkov za dočasne uložený elektrický prúd podobne ako je to pri súčasnej právnej úprave pre veľkokapacitné akumulátory vo fáze uvedenia na trh.

Indukčné nabíjanie

Mercedes-Benz testuje prostredníctvom vozidla ELF aj indukčné nabíjanie bez použitia akéhokoľvek kábla. Elektrická energia sa pritom bezkontaktne prenáša do vozidla cez nabíjací systém integrovaný v podlahe vozidla. Táto technológia ponúka veľký potenciál najmä pre domácnosti a autoparky, pretože s jej využitím je nabíjanie komfortnejšie a takmer nepostrehnuteľné. Vozidlo ELF je vybavené indukčným systémom nabíjania, ktorý je založený na princípe magnetickej rezonancie. Nabíjací výkon momentálne dosahuje 11 kW striedavého prúdu (AC), čo zodpovedá typickej nabíjacej skrinke. Pri tejto technológii sa v rámci projektu testuje praktickosť pri každodennom používaní i účinnosť a kompatibilita s rôznymi výškami vozidiel. Na trhoch v Ázii alebo Južnej Afrike vzbudzuje nabíjanie bez použitia rúk mimoriadne veľký záujem, pretože indukčné nabíjanie sa tu vníma ako komfortné riešenie pre stiesnené alebo nezabezpečené prostredia nabíjania.

Kondukčné nabíjanie

Automatizované kondukčné nabíjanie cez podlahu vozidla predstavuje inovatívnu metódu komfortného a efektívneho nabíjania elektrických vozidiel. Pri kondukčnom nabíjaní sa používajú špeciálne nabíjacie platne v podlahe, ktoré komunikujú s vozidlom. Pomáhajú vodičovi alebo parkovacej asistenčnej službe správne zaparkovať a iniciovať nabíjanie. K prenosu energie dochádza prostredníctvom priameho fyzického spojenia cez takzvaný konektor v podlahe vozidla. Nabíjací výkon momentálne dosahuje 11 kW striedavého prúdu. Osobitná pozornosť je v prípade vozidla ELF venovaná inštalácii konektora v podlahe vozidla a požiadavkám na umiestnenie: vozidlo musí byť umiestnené v určitej oblasti nad nabíjacou platňou, aby bolo možné spustiť nabíjanie. Na to je potrebné veľmi presné a cielené parkovanie.

Kondukčné nabíjanie je vhodné napríklad pre bezbariérové používanie alebo stiesnené parkovacie priestory. Ďalšou výhodou je estetická integrácia nabíjacej infraštruktúry v podlahe, vďaka čomu vzniká usporiadaný vzhľad a je potrebný menší priestor ako pri tradičných nabíjacích staniciach. Okrem toho účinnosť zodpovedá systémom zapojeným pomocou kábla a je o čosi lepšia ako pri indukčných riešeniach.

Automatizované nabíjanie

Okrem zvyšovania nabíjacieho výkonu sa do stredobodu záujmu čoraz viac dostáva aj automatizácia nabíjania s využitím robotiky. Nabíjanie s podporou robotiky ponúka sľubné riešenie v oblasti rýchlonabíjania, v ktorej sa používajú vysoké elektrické prúdy a veľké prierezy kábla. Mercedes-Benz preto skúma automatizované systémy nabíjania, ktoré umožňujú precízne, bezpečné a celkom automatizované prepojenie vozidla s nabíjacou infraštruktúrou.