Tesla’nın Ötesinde: Mercedes-Benz, Yenilikçi Teknolojiyle EV Manzarasını Yeniden Tanımlıyor

Otomotiv Yeniliği

Otomotiv yeniliklerinde son yıllarda Tesla (TSLA ) ve BYD gibi elektrikli araç üreticileri öne çıktı.

Bu görünüm, yerleşik otomobil üreticilerinin araştırma kapasitesinin önemsizleştiği anlamına gelmiyor.

Mercedes-Benz’in (MBGAF) duyurduğu araştırmalar, köklü markaların deneyiminin ve Ar-Ge kaynaklarının da yeni araç teknolojilerine katkı sağlayabileceğini gösteriyor.

2040 ve Sonrası İçin Mobilite Vizyonları

Mercedes-Benz, Kasım 2024’te seçilmiş bir gazeteci grubunu Almanya’ya davet ederek otomobillerin ve mobilitenin geleceğine ilişkin vizyonunu tanıttı.

Bu, 2040+ için üç küresel şehirde bir vizyonla başladı: Londra, Los Angeles ve Shenzhen.

Şirket, aynı etkinlikte sunduğu araştırmalarla bu gelecek senaryolarının gelişimine katkıda bulunmayı hedefliyor. Bunlar kesinleşmiş şehir planları veya piyasaya çıkmış ürünler değil.

Londra

Kaynak: Inside EVs

Londra senaryosu, kentin mevcut ulaşım politikalarını temel alarak trafik sıkışıklığını azaltmaya odaklanıyor:

• İnsanların kullandığı ve otonom araçların ortak alanları, uygun trafik sinyalleriyle paylaşması.
• Parkın yalnızca ücretli çok katlı otoparklarda yapılması.
• Küçük teslimatların robotlarla yapılması; daha büyük otonom teslimat araçlarının yalnızca belirlenmiş bölgelerde çalışması.
• Gölge sağlayan yeşil alanlar ve güneş panelleriyle enerji üretimi.

Los Angeles

Kaynak: Inside EVs

Daha düşük yoğunluklu Los Angeles senaryosunda otomobil merkezli ulaşım kültürü sürerken yeşil teknolojiler ve gelişmiş sistemler ekleniyor:

• Ayrılmış bisiklet yolları, EV’ler, otonom araçlar ve “klasik arabalar” karışımıyla dolu araba şeritlerinin yanında yer alır.
• Londra’ya kıyasla, halka açık garajlar ve yol kenarı park yerleri hâlâ mevcuttur.
• Dronlar ve robotlar her yerde bulunur, yoğun bir kişiselleştirilmiş teslimat ağı sağlar ve yangın gibi iklim değişikliği risklerini azaltır.
• EV’ler, indüktif (temassız) şarj istasyonları ve çok güneşli havayı kullanan güneş kaplaması karışımıyla şarj edilir.

Shenzhen

Kaynak: Inside EVs

Shenzhen, Çin’in önemli teknoloji merkezlerinden biri. Gelecek senaryosu, üç boyutlu ulaşım düşüncesiyle daha dikey, yoğun ve teknolojik bir kent tasvir ediyor:

• Park sadece çok katlı garajlarda yetkilidir.
• VTOL (Dikey Kalkış ve İniş) taksileri, şehir içinde insanları taşıyor, muhtemelen otonom uçuş programlarıyla.
• Yer ulaşımı da çok katmanlıdır; yayalar ve bisikletliler trafiğin üzerinde kendi asılı yollarına sahiptir.
• Robotlar her yerde ve herkesin hayatının bir parçası; yemek yapmaktan teslimata kadar birçok hizmeti yerine getiriyor.
• Parklar ve yeşil alanlar ısıyı azaltır ve ortak yaşam alanı sağlar.
• Yüksek hızlı trenler, özellikle Guangdong–Hong Kong–Macao Büyük Körfez Bölgesi’nin geri kalanıyla birlikte, Shenzhen’i komşu şehirlere bağlamada da kritik rol oynar.

Kaynak: Research Gate

Mercedes-Benz CLA EV Prototipi

Mercedes-Benz, araştırmaların yanında yüksek verimlilik ve hızlı şarj hedefleyen elektrikli CLA sedan prototipini de sundu.

Prototip, kontrollü bir dayanıklılık testinde şarj durakları dâhil 24 saatte 3.715 km (2.309 mil) yol aldı. Bu toplam sürüş mesafesidir; tek şarjla menzil değildir ve günlük kullanım sonuçlarını garanti etmez.

Bu performans iki unsurun birlikte geliştirilmesine dayanıyordu:

• Yüksek verimlilik: makalede yaklaşık 5,2 mil/kWh değeri veriliyor. Farklı test koşulları nedeniyle bu rakam tek başına dünyanın en verimli elektrikli aracı sıralamasını kanıtlamaz.
• 800 voltluk batarya mimarisi ve yaklaşık 320 kW tepe şarj gücü. Makale, uygun koşullarda yaklaşık 10 dakikalık durakla şarjın %10’dan %50’ye çıkabildiğini ve yaklaşık 299 km (186 mil) sürüş eklenebildiğini belirtiyor.

Güneş Enerjisiyle Şarja Katkı

Uzun yolculuklarda hızlı ve erişilebilir şarj önemlidir. Bununla birlikte birçok günlük yolculuk kısa mesafelidir; araç üzerinde güneş enerjisi üretimi bu kullanımın bir bölümüne katkı sağlayabilir.

Araç park hâlindeyken güneş enerjisiyle bataryaya enerji eklenmesi çekici bir fikir. Ancak üretilen elektrik için yakıt satın alınmaması, sistemin maliyetinin veya şarj ihtiyacının tamamen ortadan kalktığı anlamına gelmez.

Mercedes-Benz’in araştırdığı güneş kaplaması bu potansiyeli hedefliyor. Bu yaklaşım, daha önceki Mercedes EQXX’in geniş güneş çatısı gibi sınırlı alanlı çözümlerin ötesine geçmeyi amaçlıyor.

Kaynak: Mercedes-Benz

Araştırılan ince fotovoltaik katmanın, gövdenin daha geniş bölümünde elektrik üretmesi hedefleniyor. Bu, sıradan otomobil boyasının kendi başına elektrik ürettiği anlamına gelmiyor.

Kaynak: Motor Trend

Şirket, araştırılan katman için yaklaşık %20 dönüşüm verimi ve metrekare başına yaklaşık 50 gram ağırlık bildiriyor. Düşük ağırlık, araç üzerindeki uygulama açısından önemli.

Sistemde ışığı geçiren bir üst kaplama ve fotovoltaik katmanlar bulunuyor. Şirket araştırma sonuçlarını sunmuş olsa da üretim ölçeği, dayanıklılık ve ticari uygulama ayrıca değerlendirilmelidir.

Yaklaşık 11 metrekarelik gövde yüzeyine sahip orta boy bir SUV için, uygun güneşlenme koşullarında yılda 12.000 km’ye (7.450 mil) kadar ek sürüşe denk enerji üretilebileceği öngörülüyor.

Bu üst senaryo günde ortalama yaklaşık 32,8 km’ye denk gelir. Stuttgart için verilen günlük kullanımın %62’sini karşılama örneği ise o şehrin güneşlenmesi ve kullanım varsayımlarına bağlıdır; bütün sürücülere uygulanamaz.

Inside EVs

Daha güneşli iklimlerde katkı artabilir. Ancak gölgede veya kapalı alanda park, mevsim, hava koşulları, sürüş tüketimi ve kirlenme sonuçları değiştirir.

Şarj noktalarının yoğunluğu, hızı ve erişilebilirliği elektrikli araç kullanıcılarının kaygıları arasında yer alıyor ve hibrit araçlara ilginin yeniden artmasında rol oynayabiliyor. Güneş kaplaması bu sorunları hafifletebilir; şarj altyapısını gereksiz kılacağı sonucu çıkarılamaz.

Artırılmış Gerçeklik Sürüşü

Son yıllarda birçok otomobil üreticisi araç işlevlerini yönetmek için gösterge paneline büyük merkezi ekranlar ekledi.

Mercedes-Benz, artırılmış gerçeklik gözlükleriyle gösterge panelinin üzerinde görünür bir sanal arayüz oluşturulmasını araştırıyor.

Kaynak: Inside EVs

Amaç, artırılmış gerçeklik araçlarını gelecekte sürüş deneyimine akıcı biçimde entegre etmek. Sürücünün görüşü, dikkat dağılması ve güvenlik gereklilikleri bu yaklaşımın önemli koşulları.

Sanal gerçeklik başlıkları, müşterilerin farklı renk ve donanım seçeneklerini satın almadan önce görmesine de yardımcı olabilir. Böylece her seçeneğin fiziksel olarak bayide bulunması gerekmez.

Kaynak: Inside EVs

Nöromorfik Bilgisayarlar

Otonom sürüş, güçlü hesaplama sistemleri gerektirebilir. Bu sistemlerin enerji tüketimi elektrikli araç menzilini ve robotaksilerin işletme verimliliğini etkileyebilir.

Enerji tüketimini azaltmak için araştırılan seçeneklerden biri nöromorfik hesaplama. Bu yaklaşım, bilgi işleme mimarisinde biyolojik sinir sistemlerinden esinlenir.

Kaynak: Tech Target

Mercedes-Benz’in gösteriminde sinir ağlarını andıran görsel düzenler kullanıldı. Ancak enerji verimliliği, devre kartının yalnızca nörona benzer görünmesinden değil hesaplama mimarisinden kaynaklanır.

Kaynak: Inside EVs

Bu alandaki araştırmalar Kanada’daki Waterloo Üniversitesiyle iş birliği içinde yürütülüyor.

Biyoteknolojik Deri Alternatifi

Çevreye duyarlı veya vegan müşteriler hayvansal malzemelere alternatif isteyebilir. Lüks otomobil iç mekânlarında ise deriye benzer doku ve dayanıklılık beklentisi sürer. Mevcut sentetik alternatiflerin kalitesi ve özellikleri kullanılan malzemeye göre değişir.

Mercedes-Benz araştırmacıları, derinin yapısını ve dokusunu taklit eden bir malzeme üzerinde çalışıyor. Sunumda biyoteknolojik protein esaslı malzemeler ile geri dönüştürülmüş kaynaklardan elde edilen bileşenler anlatılıyor; bunlar bir araştırma yaklaşımıdır.

Kaynak: Inside EVs

Malzemenin deri işlemede kullanılan bazı boyama ve son işlem yöntemleriyle işlenebilmesi hedefleniyor. Görünüm, doku ve koku özellikleri bu işlemlerden etkilenebilir.

Şirket, güneş ışığına, tere, el dezenfektanı, güneş kremi ve vücut losyonu gibi maddelere karşı dayanıklılık hedeflerini de vurguluyor. Bütün koşullarda doğal deriden üstün olduğu sonucuna yalnızca bu sunumdan varılamaz.

Kaynak: Inside EVs

Entegre Frenler

Geleneksel sürtünmeli frenlerde hareket enerjisi ısıya dönüşür. Balata ve disk aşınması bakım gerektirir ve havaya karışabilen fren parçacıkları üretir.

Elektrikli araçlar, motorları jeneratör olarak kullanarak yavaşlama sırasında enerjinin bir bölümünü bataryaya geri aktarabilir. Bu, motorun dönüş yönünü ters çevirmek demek değildir. Sürtünmeli frenler de gerekli koşullarda görev yapmaya devam eder.

Mercedes-Benz, buna ek olarak farklı bir sürtünmeli fren düzeni araştırıyor.

Tahrik Ünitesine Entegre Frenler

“In-drive brake” tasarımında fren sistemi tekerleklerden elektrikli tahrik ünitesinin gövdesine taşınıyor.

Kaynak: Inside EVs

Tasarımdaki suyla soğutulan disk sabit kalırken halka biçimindeki fren balatası motorla birlikte döner. Balatanın sabit diske bastırılması sürtünmeyle yavaşlama sağlar.

Şirketin hedefi, araç ömrü boyunca çok az bakım gerektiren bir sistem geliştirmek. Bu bir araştırma hedefidir; hiçbir koşulda bakım gerekmeyeceğinin kanıtı değildir.

Kapalı sistemin fren aşınma parçacıklarını içeride tutması ve normal kullanımda boşaltma gereksinimini azaltması amaçlanıyor. Diğer olası avantajlar şunlar:

• Su soğutmasıyla ısının daha iyi yönetilmesi; bu, aşırı ısınma riskinin mutlak olarak sıfırlanması anlamına gelmez.
• Fren soğutması için daha az açık alan gerektiren, aerodinamik olarak kapatılmış tekerlek tasarımları.
• Fren gürültüsünün azaltılması.

Mikro Dönüştürücüler

Rejeneratif frenlemede elektrik motoru jeneratör görevi görür. Güç elektroniği, motor ile batarya arasındaki elektrik akışını yönetir; geri kazanım yalnızca bir dönüştürücünün yaptığı bir işlem değildir.

Mercedes-Benz, hücre çiftlerine doğrudan bağlanan mikro dönüştürücülerle bataryayı daha esnek yönetmeyi araştırıyor. Bu yaklaşımın amacı, tek bir sabit seri bağlantı düzeninin sınırlamalarını azaltmak.

Böyle bir düzen, NMC (nikel-manganez-kobalt) ve LFP (lityum demir fosfat) gibi farklı hücre kimyalarının birlikte kullanılmasına yardımcı olabilir. Hücrelerin güç kabulü, sıcaklık ve şarj durumu dikkate alınmalıdır.

Bataryanın anlık şarj kabulü rejeneratif frenlemeyi sınırlayabilir. Daha esnek güç yönetimi, uygun koşullarda enerji geri kazanımını artırabilir ve sürtünmeli frenlerin yükünü azaltabilir.

Başka Bir Geleneksel Yenilikçi

Elektrikli araç teknolojilerine yatırım yapan tek yerleşik üretici Mercedes-Benz değil. Toyota da hibritlerin yanında bataryalı elektrikli araçlar ve başka tahrik teknolojileri geliştiriyor.

Bu yaklaşımı daha önce “Toyota (TM) incelemesi: kapsamlı bir yaklaşımla temkinli ilerlemek” başlıklı yazıda ele aldık. Mercedes-Benz’in araştırmalarını karşılaştırmak için bazı örnekler:

• Hibritlere devam eden odak; örneğin Eylül 2024’te bir Prius ile ABD’nin bir kıyısından diğerine sürüşte elde edilen yakıt ekonomisi Guinness rekoru.
• Elektrikli araç bataryalarına yönelik geliştirme yol haritası:
• 2026 için hedeflenen “Performance” lityum iyon bataryalar; menzil artışı ve uygun koşullarda %10–80 şarjın 20 dakika veya altında tamamlanması. Menzil, bataryanın yanı sıra aracın aerodinamiğine ve ağırlığına da bağlıdır.
• 2027–2028 için hedeflenen yüksek performanslı lityum iyon bataryalar; daha yüksek menzil ve %10–80 hızlı şarjın 20 dakika veya altında tamamlanması.
• 2027–2028’de kullanıma sunulması hedeflenen katı hâl bataryaları; uygun koşullarda %10–80 şarjın 10 dakika veya altında tamamlanması. Bu süre tam %0–100 şarj süresi değildir.
  • Şirket, sonraki geliştirmelerle 1.200 km ve daha yüksek menzil olasılıklarını da araştırıyor. Makalede geçen 1.450 km (900 mil) gibi değerler, 2023’te duyurulan batarya geliştirmelerine ilişkin ileriye dönük yorumlardır; satıştaki bütün araçlar için doğrulanmış menzil değerleri değildir.
• Toyota ayrıca yakıt hücresinden farklı olan hidrojenli içten yanmalı motorları araştırıyor. Bu yaklaşımın rekabet gücü, hidrojen üretimi ve dağıtım maliyetlerine ve hidrojen ekonomisinin gelişmesine bağlı.
• Toyota, Japonya Uzay Araştırma Ajansı JAXA ile basınçlı ay gezgini Lunar Cruiser üzerinde de çalışıyor. Bu çalışma, Ay araştırmaları ve Japonya’nın Artemis iş birliği hedefleriyle bağlantılı.

Kaynak: Toyota