Bortom Tesla: Mercedes-Benz omdefinierar EV-landskapet med innovativ teknik

Bilinnovation

I många år har manteln för innovation inom bilindustrin tydligen tagits av nya EV-tillverkare, som Tesla (TSLA ) och BYD.

Det beror inte bara på att de förändrade hur bilar drivs, utan också på att omdesigna bilar från grunden och med första principer möjliggjorde ett radikalt perspektiv på vad som var möjligt eller inte.

Men det vore ett misstag att bortse från alla ”legacy”-tillverkare. På senare tid har Mercedes (MBGAF) gjort ett stort tillkännagivande med en rad innovationer som skulle kunna förändra hur bilar tillverkas helt, vilket visar att erfarenheten och FoU‑kraften hos äldre varumärken inte bör avfärdas så lätt.

Framtidsvisioner för mobilitet år 2040

I november 2024 flög Mercedes in ett urval av journalister till Tyskland för att presentera sin vision för framtidens bilar och mobilitet.

Det började med en vision för 2040+ i tre globala städer: London, Los Angeles och Shenzhen.

Dessa framtidsvisioner är något som Mercedes ser sig själva som nyckelspelare i att förverkliga, tack vare de innovationer som presenterades under evenemanget.

London

Källa: Inside EVs

Här verkar fokus ligga på att minska stadstrafikens trängsel, i linje med Londons nuvarande urbana politik:

• Delat utrymme mellan mänskligt körda och autonoma fordon, som är signaliserade.
• Parkering endast i (dyra) flervåningsgarage.
• Små leveranser sker med små robotar, och större autonoma leveransvagnar är endast tillåtna i specifikt avsedda zoner.
• Många gröna områden med skugga som genererar kraft via solpaneler.

Los Angeles

Källa: Inside EVs

Eftersom detta urbana landskap är mycket mindre tätt, kvarstår den bilfokuserade amerikanska stilstilen och kulturen, men med ett lager av grön teknik och avancerad teknologi:

• Reserverade cykelbanor ligger bredvid bilbanor som befolkas av en blandning av EV‑bilar, autonoma fordon och ”klassiska bilar”.
• Offentliga garage och parkeringsplatser vid vägkanten finns fortfarande, till skillnad från London.
• Droner och robotar är överallt och erbjuder ett tätt nätverk av personliga leveranser samt minskar risker relaterade till klimatförändringar, såsom bränder.
• EV‑bilar laddas via en blandning av induktiva (kontaktlösa) laddstationer och solbeläggning som utnyttjar det mycket soliga vädret.

Shenzhen

Källa: Inside EVs

Idag är staden i princip Kinas motsvarighet till San Francisco och Silicon Valley, och denna framtidsvision speglar det. Det är ett mycket mer vertikalt, ultratätt och ultramodernt stadslandskap, byggt med mobilitet i tre dimensioner i åtanke:

• Parkering är endast tillåten i flervåningsgarage.
• VTOL‑taxis (vertikal start och landning) transporterar människor genom hela staden, troligen med autonoma flygprogram.
• Marktransport är också flernivå, med fotgängare och cyklister som har egna upphängda gångbanor ovanför trafiken.
• Robotar finns överallt och är en del av allas liv, och utför många tjänster från matlagning till leverans.
• Parkar och gröna områden minskar värmen och erbjuder gemensamma levnadsytor.
• Höghastighetståg är också avgörande för att föra människor in och ut ur Shenzhen mot grannstäderna, särskilt resten av Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area, den ekonomiska och teknologiska kärnan i ett moderniserat Kina.

Källa: Research Gate

Mercedes-Benz CLA EV‑prototyp

Förutom teknologierna presenterade Mercedes en bilprototyp, CLA, en elektrisk sedan med extraordinär batterikapacitet.

Denna modell demonstrerade en förmåga att köra så mycket som 2 309 miles (3 715 km) på 24 timmar, inklusive laddstopp. Naturligtvis är det en anmärkningsvärd demonstration av att räckviddsångest på lång sikt inte kommer att vara ett allvarligt problem för EV‑bilar.

Prestandan var resultatet av att kombinera två faktorer:

• Hög avkastning, med en energieffektivitet på 5,2 miles/kWh, vilket kan göra den till världens mest effektiva EV, till och med bättre än Lucid Air.
• Ett 800‑volts drivbatteri och en maximal laddningshastighet på 320 kW, där varje laddstopp tar omkring 10 minuter för att öka bilens laddningsnivå från 10 % till 50 %, vilket ger 186 miles (299 km) extra räckvidd varje gång.

Solceller som laddar bilen själva

Naturligtvis är effektiv påfyllning vid laddstationer ett måste för EV‑bilar på långdistansresor. Ändå är den största delen av vår bilanvändning kortare dagliga resor för pendling och ärenden i närområdet.

Det vore därför fantastiskt om våra bilar helt enkelt kunde ladda sig själva tillräckligt för att klara sådana resor. Och ännu bättre om det var gratis.

Detta är löftet med Mercedes solfärg. Det handlar inte bara om att integrera solceller i bilens kaross, som tidigare övervägts för Mercedes EQXX och dess stora soltak.

Källa: Mercedes-Benz

I stället för att montera paneler förväntas denna färg generera elektricitet direkt, vilket gör hela bilens yta till en solgenerator.

Källa: Motor Trend

Det som är särskilt imponerande är att denna solfärg tydligen når en verkningsgrad på så mycket som 20 %, inte mycket lägre än tunga solpaneler, trots att den bara väger 50 g/m² – en viktig faktor för användning på en bil.

Hur den fungerar är för närvarande en affärshemlighet, men det verkar som att en ultratransparent nanopartikelfärg är en central komponent och redan har testats.

Om hela karossens yta på en mellanstor SUV, som är cirka 11 kvadratmeter (118 kvadratfot), täcks, kan den potentiellt tillföra 7 450 miles (12 000 km) räckvidd per år.

Det motsvarar ungefär 20 miles per dag (32,8 km), vilket skulle räcka för att täcka 62 % av en typisk daglig pendling i Stuttgart.

Inside EVs

Denna prestanda kan bli ännu högre i soligare klimat, som Kalifornien eller Spanien, vilket i princip eliminerar behovet av laddstationer för de flesta användare.

Fulla, långsamma eller sällsynta laddstationer är stora bekymmer för EV‑bilar och drivet mot en stor återkomst av hybridbilar. Så denna teknik kan bli en spelväxlare, särskilt i regioner med medelhavsklimat eller tropiskt klimat, där stark solinstrålning kan göra laddningsinfrastruktur nästan irrelevant.

Augmented Reality‑körning

På senare tid, främst drivet av Tesla och kinesiska EV‑omdesigns, har trenden varit att lägga till en stor central skärm i bilens instrumentpanel för att hantera bilkontrollen.

I stället föreställer sig Mercedes att använda augmented reality‑glasögon för att möjliggöra en virtuell skärm som svävar precis ovanför instrumentpanelen.

Källa: Inside EVs

Den centrala idén är att i en nära framtid kan virtuell verklighet bli mycket vanligare, och biltillverkare bör redan nu titta på hur den kan integreras sömlöst i körupplevelsen, likt smartphone‑parning och integration.

Ett annat sätt att utnyttja AR/VR‑teknik för biltillverkare skulle vara att låta potentiella köpare anpassa sina framtida bilar. Med ett fullt VR‑headset kan de direkt visualisera hur olika alternativ ser ut i den slutliga produkten, utan att bilhandlaren behöver ha dem fysiskt tillgängliga på plats.

Källa: Inside EVs

Neuromorfa datorer

Något som bilindustrin börjar inse är att autonom körning sannolikt blir mycket beräkningsintensiv. Det betyder att den inte bara kräver kraftfull hårdvara, utan även att navigationsdatorns energiförbrukning blir icke‑försumbar. Sådan energianvändning kommer sannolikt att påverka EV‑räckvidden och den övergripande prestandan för robotaxi‑tjänster.

Ett sätt att minska den är att gå från traditionella AI‑chip till neuromorfisk beräkning. Neuromorfisk beräkning är en metod där datasystem tar inspiration från levande organismers hjärnor med neuroner.

Källa: Tech Target

Det är den väg Mercedes har valt, och de har gått så långt att de formade sina kretskort för att likna neuroner i denna demonstration för att tydligt visa poängen.

Källa: Inside EVs

Forskningen kring neuromorfisk beräkning gjordes i samarbete med University of Waterloo i Kanada.

Bio‑engineerad syntetisk läder

Medan miljömedvetna eller veganska köpare ofta kritiserar animaliska produkter, är lyxiga bilinteriörer ändå förknippade med känslan av lädersäten. Faux‑läderalternativ finns redan, men känns alltid lite ”billiga”, motsatsen till vad ett premium‑varumärke som Mercedes söker.

Därför har deras forskare skapat en version som efterliknar läder ner till den mikroskopiska nivån, vilket gör dess struktur och textur mycket trovärdig. Den är tillverkad av material extraherat från gamla däck, proteinpulver och andra komponenter.

Källa: Inside EVs

Eftersom det är så likt läder, färgas det på exakt samma sätt, vilket ger den distinkta läderliknande doften som nya bilköpare efterfrågar.

Slutligen är detta material tydligen ännu tåligare än riktigt läder, mycket motståndskraftigt mot solens strålning samt svett, handsprit, solkräm eller kroppslotion.

Källa: Inside EVs

Integrerade bromsar

Traditionellt förlitar sig bilens bromsar enbart på ökad friktion på hjulen för att sakta ner. Detta kräver både regelbundet och dyrt underhåll, och det genererar dessutom mycket bromsdamm, vilket blir en betydande bidragande faktor till luftföroreningar från biltrafik.

EV‑bilar har delvis förändrat detta genom att låta en del av bromsningen ske via återföring av den kinetiska energin till batteripaketet, i princip genom att låta elmotorerna gå i omvänd riktning. Men stark bromsning kräver fortfarande traditionella bromsar som komplement.

Mercedes tar därför ett steg längre.

In-Drive‑bromsar

Företagets ingenjörer har skapat ”in‑drive‑bromsar”, som är höljet för en elbils drivaggregat.

Källa: Inside EVs

Skivan är vattenkyld, och den snurrar inte, medan bromsbeläggningen är cirkulär och snurrar med motorn. Med detta system uppnås bromsning genom att trycka den cirkulära bromsbeläggningen mot den stillastående skivan.

Det som gör denna innovation så imponerande är att den skulle innebära att bilens bromssystem aldrig skulle behöva något underhåll under hela bilens livslängd.

Det skulle hålla all bromsdamm innesluten, utan att behöva tömmas. Detta ger också några andra sidofördelar:

• Vattenkylning innebär ingen risk för att bromsarna överhettas.
• Fullt täckta, aerodynamiska hjul som hjälper till att sänka fordonets luftmotståndskoefficient.
• Bromsljuden skulle minskas.

Micro‑omvandlare

Hur EV‑bilar omvandlar hastighet tillbaka till elektricitet sker via en omvandlare. De flesta har en omvandlare per motor.

I stället tittar Mercedes på att koppla micro‑omvandlare till cellerna i en EV‑s batteri parallellt snarare än i serie.

Detta kan vara särskilt användbart i kombination med blandade NMC‑ (nickel‑mangan‑kobolt) och LFP‑ (litium‑järn‑fosfat) battericeller, där vissa kemier är bättre på att ta emot mer kraft på en gång.

Eftersom batteriets laddningshastighet ofta är flaskhalsen för hur mycket energi som kan återvinnas vid hård bromsning, kan detta öka både bilens effektivitet och ytterligare minska belastningen på bromsbeläggen.

En annan legacy‑innovatör

Mercedes är inte den enda biltillverkaren som rör sig snabbt för att hinna med EV‑revolutionen. Världens största biltillverkare, Toyota, ser också på att omfamna hybrider och EV‑bilar, efter många år av tröga steg.

Detta är något vi tidigare har behandlat i artikeln “Toyota (TM) Spotlight: Playing it Safe with a Well‑Rounded Approach”. Här är några exempel för att sätta Mercedes innovationer i perspektiv:

• Ett pågående fokus på hybrider, exemplifierat av ett nytt Guinness‑världsrekord för högsta MPG (miles per gallon) för en kust‑till‑kust‑resa i september 2024, uppnått med en Prius.
• En aggressiv färdplan mot nya batterier för EV‑bilar:
• ”Performance” litium‑jonbatterier med ett räckviddsmål på 800 km (500 miles) och laddningstid på 20 minuter eller mindre, förväntade år 2026.
• ”High‑performance” litium‑jonbatterier med ett räckviddsmål på 1 000 km (620 miles) och laddningstid på 20 minuter eller mindre, förväntade år 2028.
• ”Breakthrough” i solid‑state‑batterier med ett räckviddsmål på 1 000 km (620 miles) och full laddningstid på 10 minuter eller mindre, förväntade år 2028.
  • Senare kommer även ett mål på 1 200 km räckvidd samt 1 450 km/900 miles efter ett tillkännagivet ”teknologiskt genombrott” i batteriteknik 2023.
• Möjligt väteförbränningsmotor (inte baserad på bränsleceller), om vätgasproduktionen blir tillräckligt billig för att konkurrera med EV‑bilar och skapar en ny väteekonomi.
• Kanske mer som en intressant anekdot: Toyota är också involverat i utvecklingen av Lunar Cruiser som en del av Artemis‑programmet, i samarbete med Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).

Källa: Toyota