Mercedes-AMG lança modelos plug-in híbridos inspirados na F1

A partir deste mês de junho, a Mercedes-Benz Cars & Vans do Brasil lança no país novos produtos de sua marca de alta performance Mercedes-AMG ainda mais inovadores e exclusivos. Equipados com a novíssima tecnologia híbrida de alta performance, os Mercedes-AMG GT 63 S E Performance e o Mercedes-AMG S 63 E Performance levam o DNA do desempenho superior característico da marca para a eletrificação.

Os novos Mercedes-AMG GT 63 S E Performance e Mercedes-AMG S 63 E Performance já podem ser encomendados em todos os concessionários da marca no país, com as primeiras unidades sendo entregues a partir de outubro e setembro pelo público sugerido de R$ 1.634.900,00 e R$ 1.649.900,00, respectivamente.

O conceito “AMG E Performance” é o primeiro híbrido de alto desempenho da Mercedes-AMG, combinando os motores a combustão, construídos artesanalmente há várias décadas, com um motor elétrico e uma bateria de alto desempenho, desenvolvida pela própria AMG, instalados no eixo traseiro. A bateria de alto desempenho é baseada nas células de bateria com resfriamento direto (igual aos carros de F1). Assim como na Fórmula 1, a bateria é especificamente projetada para entrega e recarga rápida de energia.

Trem de força híbrido AMG E Performance

O conhecido motor V8 biturbo de 4.0 litros é combinado com motor síncrono de imã permanente (PSM), uma bateria de alto desempenho desenvolvida em Affalterbach e o sistema de tração integral variável totalmente variável AMG Performance 4MATIC+. A potência e o torque máximo do sistema proporcionam a aceleração de zero a 100 km/h em três segundos. A entrega de energia só termina em uma velocidade máxima limitada eletronicamente de 250 km/h.

O motor elétrico está posicionado no eixo traseiro, onde é integrado a uma transmissão de duas velocidades acionada eletricamente e o diferencial traseiro de deslizamento limitado controlado eletronicamente para formar uma unidade de acionamento elétrico (Electric Drive Unit – EDU). Especialistas se referem a este layout como um híbrido P3. A bateria de alto desempenho está localizada acima do eixo traseiro. A vantagem decisiva desta posição tem relação direta com a transmissão de nove velocidades, que é conectada ao motor V8. Como o EDU está posicionado atrás da transmissão, o torque de ambas pode ser totalmente utilizado, com resultado de mais de 1400 Nm de torque. 

Além disso, há outros argumentos a favor do setup P3 como um híbrido de alto desempenho:

• O conceito P3 torna possível o impulso elétrico com torque total em toda a faixa de rotação;
• O motor elétrico atua diretamente no eixo traseiro e, portanto, pode converter sua potência diretamente em propulsão;
• O design do motor elétrico significa que sua potência pode entrar imediatamente a pleno torque, tornando a partida particularmente ágil possível;
• Além disso, o condutor experimenta imediatamente um aumento de desempenho perceptível graças ao diferencial traseiro de deslizamento limitado integrado e controlado eletronicamente;
• Em situações de perda de tração traseira, a potência de acionamento do motor de combustão e do motor elétrico é transferida para as rodas dianteiras conforme necessário. Isso é possível pela conexão mecânica da tração integral totalmente variável por meio do eixo de transmissão e dos eixos de acionamento das rodas dianteiras. Também torna possível dirigir puramente em modo elétrico com tração nas quatro rodas;
• O posicionamento no eixo traseiro melhora o peso e a distribuição da carga do eixo no veículo. Isso forma a base para a condução envolvente;
• O conceito AMG oferece uma eficiência de recuperação muito alta, pois o sistema permite apenas perdas mecânicas e hidráulicas mínimas do motor e da transmissão. No modo de direção “Confort”, o motor à combustão pode ser desconectado. Isso reduz o torque de arrasto quando a situação de condução permite;
• A transmissão de duas velocidades no eixo traseiro faz a troca de maneira automática, sem intervenção do condutor. Com sua relação de marcha especialmente ajustada, garante uma combinação de alto torque nas rodas para uma partida ágil e desempenho suave e contínuo em velocidades mais altas. Um atuador elétrico engata a segunda marcha a uma velocidade máxima de cerca de 140 km/h, o que corresponde à velocidade máxima do motor elétrico de cerca de 13.500 rpm;
• Com o aumento de desempenho devido ao motor elétrico adicional, a equipe de desenvolvimento melhorou a eficiência de todo o veículo em paralelo e alcançou menores emissões, bem como menor consumo.

Motor síncrono de imã permanente (PSM)

O PSM é equipado com um motor feito de ímãs permanentes e pode ser instalado em torno do eixo de saída para a roda traseira esquerda. O motor elétrico é controlado por eletrônica de potência, que também está localizada no EDU e converte comandos do pedal do acelerador diretamente para atuar no PSM. Além disso, o controle do motor elétrico ajusta a velocidade durante as trocas de marcha pela transmissão de duas velocidades. Isso significa que a transmissão no EDU não requer nenhuma sincronização mecânica. O torque de impulso do motor elétrico pode também ser usado em velocidades mais altas. O torque máximo de um motor elétrico está disponível desde a primeira rotação, mas diminui novamente em rotações mais altas. Portanto, a segunda marcha, que é engatada em velocidades mais altas, leva o motor elétrico a uma faixa com rotações mais baixas, para que possa auxiliar o motor de combustão em toda faixa de velocidades.

Inspirado na Fórmula 1 e desenvolvido em Affalterbach

Quando a estratégia de eletrificação estava sendo definida, ficou claro desde o início que todos os componentes essenciais seriam desenvolvidos em Affalterbach, cidade na Alemanha que é a matriz da Mercedes-AMG. Entre eles está a bateria de alto desempenho da AMG. O desenvolvimento do sistema de armazenamento de energia de íons de lítio é inspirado em tecnologias que se provaram nos modelos de corrida híbridos da Fórmula 1 da equipe Mercedes-AMG Petronas. A equipe de especialistas do fabricante de motores da Fórmula 1, Mercedes High Performance Powertrains (HPP) em Brixworth (Inglaterra), colaborou estreitamente com a Mercedes-AMG em Affalterbach. A bateria de alto desempenho da AMG combina alta potência combinada com baixo peso para melhorar o desempenho geral do veículo. A isso se somam a rápida retirada de energia e a alta densidade de potência.

A bateria de alto desempenho no AMG S 63 E PERFORMANCE tem uma capacidade de 13,1 kWh, com 80 kW de potência mecânica contínua e 140 kW de potência mecânica máxima (por dez segundos) ao motor elétrico. Enquanto no AMG GT 63 S E PERFORMANCE a bateria tem uma capacidade de 6,1 kWh, com 70 kW de potência mecânica contínua e 150 kW de potência mecânica máxima (também por dez segundos). Para comparação, baterias convencionais sem refrigeração direta das células alcançam cerca da metade desses valores.

Em ambos os automóveis, o carregamento externo é feito por meio do carregador de corrente alternada (AC) a bordo de até 3,7 kW, seja em uma estação de carregamento, wallbox ou tomada doméstica. 

A bateria é projetada para rápida entrega e uso da energia, não para a maior autonomia. No entanto, a autonomia elétrica ainda permite a utilização em uma condução totalmente elétrica e silenciosa em áreas residenciais em distancias de até 33 km (AMG S 63). 

O constante impulso à inovação

A base para o alto desempenho da bateria de 400 volts da AMG é o resfriamento direto: um processo refrigerante de alta tecnologia baseado em um líquido eletricamente não condutor flui ao redor de todas as 1.200 células e as resfria individualmente. 

Toda bateria precisa de uma temperatura definida para a entrega de energia ideal. Se a unidade de armazenamento de energia ficar muito fria ou muito quente, perderá temporariamente potência ou terá que ser reduzida para não ser danificada se o nível de temperatura estiver muito alto. A temperatura consistente da bateria, portanto, tem uma influência decisiva em seu desempenho, vida útil e segurança. Os sistemas de resfriamento convencionais, que usam apenas ar ou resfriam toda a bateria indiretamente com água, rapidamente alcançam seus limites. Se o gerenciamento térmico não cumprir sua função de forma ideal, a bateria corre o risco de envelhecer prematuramente.

Para o resfriamento direto, a equipe da AMG teve que desenvolver novos módulos de resfriamento com espessura milimétrica. Cerca de 14 litros de líquido de arrefecimento circulam de cima para baixo por toda a bateria, passando por cada célula, com a ajuda de uma bomba elétrica de alta performance especialmente desenvolvida. No processo, o líquido de arrefecimento também passa por um trocador de calor óleo/água conectado diretamente à bateria. Isso conduz o calor para um dos dois circuitos de baixa temperatura (LT) do veículo. A partir daí, ele segue para o refrigerador LT na frente do carro, que libera o calor para o ar externo. O sistema é projetado para garantir uma distribuição uniforme de calor na bateria.

O resultado é que a bateria está sempre dentro de uma janela de temperatura operacional consistente e ótima, com uma média de 45° Celsius, não importa com que frequência seja carregada ou descarregada. Pode ser que a temperatura média seja excedida ao dirigir em altas velocidades. Os mecanismos de proteção são, portanto, ajustados de forma que a potência máxima possa ser retirada da bateria para posteriormente diminuir novamente o nível de temperatura por meio do resfriamento direto. Sistemas de resfriamento convencionais não conseguem lidar com essas situações e a bateria não pode mais utilizar totalmente sua capacidade. Mesmo sob carga pesada, onde a aceleração (bateria é descarregada) e desaceleração (bateria é carregada) são frequentes, a Bateria de Alto Desempenho AMG mantém sua capacidade de alto desempenho.

Somente o resfriamento direto eficaz torna possível o uso de células com uma densidade de energia muito alta. Graças a esta solução individual, o sistema de bateria é particularmente leve e compacto. O conceito de trilho condutor economizador de material também contribui para o baixo peso. A estrutura de colisão leve, mas ao mesmo tempo robusta, do invólucro de alumínio garante segurança máxima.

Regeneração selecionável em quatro estágios

Como a bateria de alto desempenho está sempre na janela de temperatura ideal de cerca de 45°, a recuperação também pode ser otimizada: Normalmente, uma bateria aquece muito com alta capacidade de regeneração, então a recuperação de energia deve ser limitada.

A recuperação começa quando o condutor retira o pé do pedal do acelerador, ou seja, no modo de desaceleração sem tocar no pedal do freio. Isso carrega a bateria e cria torque de frenagem. Isso, por sua vez, poupa o sistema de freios: dependendo do nível de regeneração e da situação do tráfego, eles nem precisam ser acionados. Outra vantagem da regeneração: em descidas íngremes, o sistema funciona como um freio motor e alimenta energia na bateria. O condutor pode selecionar quatro níveis diferentes de regeneração, usando o botão do volante AMG à direita. Com exceção de “Slippery “, isso se aplica em todos os modos de condução, bem como em “ESP Sport” ou “ESP Off”, e a recuperação de energia é configurada de forma diferente dependendo do modo de condução.

Nível 0: O nível de recuperação é muito baixo e serve para manter o suprimento de energia do veículo.

Nível 1: Configuração padrão. A regeneração é perceptível para o motorista. Corresponde aproximadamente à desaceleração de um motor de combustão interna convencional com a embreagem engatada.

Nível 2: Regeneração mais forte. No tráfego normal o pedal do freio dificilmente precisa ser acionado.

Nível 3: Maior recuperação de energia. Aqui, quase se pode ter uma condução “one-pedal” como em um modelo 100% elétrico.

Oito modos de condução AMG

Os oito modos de condução AMG DYNAMIC SELECT “Electric”, “Comfort”, “Sport”, “Sport+”, “RACE”, “Slippery”, “Individual” e “Battery Hold” são precisamente adaptados à nova tecnologia de condução. Eles oferecem, assim, uma experiência de condução variada – de eficiente a dinâmica. Os modos de condução ajustam parâmetros importantes: a resposta da unidade de propulsão e transmissão, a característica de direção, o amortecimento do chassi ou o som. O impulso do motor elétrico também depende do modo de condução respectivo. Ele pode ser selecionado através do visor no console central ou dos botões do volante AMG. No entanto, uma coisa é a mesma em todos os modos: a potência máxima do motor elétrico pode ser facilmente solicitada por meio da função kick-down. O pedal do acelerador tátil fornece um ponto de pressão tangível que o pé do motorista deve superar. (Fotos: Mercedes-AMG/Divulgação).