Le concept AMG GT XX est un programme technologique de pointe qui offre un aperçu de la prochaine voiture de sport électrique à quatre portes de Mercedes-AMG. Avec trois moteurs à flux axial et une batterie haute performance développée à partir de zéro, la marque d'Affalterbach présente un concept d'entraînement électrique qui permet une toute nouvelle dimension de performance en termes de densité de puissance et de poids.

Le concept AMG comprend des solutions techniques destinées à être utilisées dans les futurs modèles de série basés sur l'architecture électrique haute performance AMG (AMG. EA).

Transmission révolutionnaire : moteur à flux axial haute performance et technologie de batterie d'un nouveau genre

Le concept AMG GT XX introduit une nouvelle technologie d'entraînement sous la forme d'un moteur à flux axial. Ses fondements technologiques ont été développés à l'origine par le spécialiste britannique des moteurs électriques Yasa, une filiale de Mercedes-Benz. Pour son application dans le concept AMG GT XX et dans la production en série, le concept a été porté à un tout nouveau niveau de performance. Cela a été réalisé dans le cadre d'une collaboration entre Mercedes-AMG et les experts en technologie de Yasa. Les spécialistes de la performance d'Affalterbach ont également développé le logiciel pour la gestion de la puissance, qui utilise de manière optimale les performances élevées des moteurs électriques. Les moteurs permettent une puissance élevée à partir d'un ensemble compact. La production en série chez Mercedes-AMG est prévue en 2026.

Grâce à une puissance maximale de plus de 1 000 kW (soit plus de 1 360 ch), le concept AMG GT XX peut atteindre des vitesses de pointe de plus de 360 km/h sur circuit. En combinaison avec la batterie haute performance, les trois moteurs à flux axial atteignent un tout nouveau niveau en ce qui concerne la puissance continue. Cela permet au concept AMG GT XX d'être poussé à plusieurs reprises dans ses limites. Jusqu'à présent, le niveau de performance continue atteint par le concept AMG était presque impensable dans le monde de la mobilité électrique. La batterie reste dans une plage de température optimale même en cas de conduite intense, ce qui permet des performances sur circuit et une recharge extrêmement rapide.

Le concept-car établit une nouvelle référence en matière de recharge rapide : il est capable de récupérer environ 400 kilomètres d'autonomie (selon la norme WLTP) en cinq minutes. Après l'arrêt de la charge, le véhicule peut immédiatement fournir sa pleine puissance.

Avantages en termes de profil de puissance et de poids

Les moteurs à flux axial offrent de nombreux avantages : ils sont nettement plus compacts, plus légers et plus puissants que les moteurs électriques conventionnels (moteurs à flux radial). La densité de puissance des moteurs à flux axial est environ trois fois supérieure à celle des moteurs électriques conventionnels à flux radial. Dans le même temps, les moteurs électriques à flux axial sont environ deux tiers plus légers et n'occupent qu'un tiers de l'espace. Cette conception compacte du moteur offre plus de liberté en ce qui concerne la taille de la transmission. Par rapport aux moteurs électriques conventionnels, l'entraînement à flux axial offre une puissance soutenue nettement plus élevée ainsi qu'un couple plus élevé. Cela se traduit par les plus hauts niveaux de performance, reproductibles avec une grande fréquence.

Dans un moteur à flux axial, le flux électromagnétique est parallèle à l'axe de rotation du moteur. Dans un moteur électrique conventionnel, en revanche, il fonctionne perpendiculairement à l'axe de rotation. Dans un moteur à flux axial, les grands composants ont la forme de disques minces. Le stator est positionné entre deux rotors sur les côtés gauche et droit. Cette disposition du stator et des rotors permet une transmission optimale de la puissance aux rotors grâce au champ électrique généré par le stator. Dans le concept AMG GT XX, cette combinaison mesure neuf centimètres de large. Chacun des deux moteurs à l'arrière mesure environ huit centimètres de large.

Puissance de crête de plus de 1 000 kW

Les trois moteurs électriques du concept AMG GT XX garantissent une puissance de pointe de plus de 1 000 kW (soit plus de 1 360 ch). Les moteurs sont regroupés dans deux unités d'entraînement électrique haute performance (HP. EDUs) ; un à l'avant et un à l'arrière. Le HP.EDU à l'arrière est équipé de deux moteurs à flux axial, chacun équipé d'un réducteur compact et d'un onduleur, dans un seul boîtier. Les moteurs et les transmissions sont refroidis à l'huile. Pour gagner plus d'espace, l'unité de commande de pompe nécessaire avec des pompes hydrauliques et des filtres d'aspiration est intégrée dans le HP.EDU. Les deux onduleurs (un par moteur) sont refroidis à l'eau. Les propriétés du carbure de silicium offrent de nombreux avantages pour les applications exigeantes, notamment en matière de haute tension, d'intensité importante, de températures extrêmes et de bonne conductivité thermique.

Le HP.EDU avant comprend un moteur à flux axial, une transmission à engrenages et un onduleur. La traction fonctionne comme un moteur d'appoint. Il ne se déclenche que lorsqu'une puissance ou une traction supplémentaire est nécessaire au niveau des roues avant. Lorsque le moteur électrique avant n'est pas nécessaire, une unité de déconnexion (DCU) le coupe. Lors de l'accélération et de la récupération, le DCU s'engage pour des performances optimales. Lors d'une conduite régulière, à faible charge et en roue libre, il se désengage, ce qui réduit les pertes de traînée inutiles et augmente l'efficience.

Procédés de production pour la fabrication du moteur à flux axial

Les moteurs à flux axial sont produits dans l'usine Mercedes-Benz dans le quartier de Marienfelde à Berlin. C'est un élément important du réseau mondial de production de groupes-motopropulseurs Mercedes Benz. Le site gère la production de divers composants d'entraînement. La fabrication de moteurs à flux axial à Marienfelde implique environ 100 processus de production. Environ 65 de ces processus sont nouveaux pour Mercedes-Benz (35 sont des premières mondiales). Il s'agit notamment de nouvelles formes de technologie laser combinées à des processus d'assemblage innovants et à l'intelligence artificielle. Ces nouveaux processus de production ont été développés en grande partie en interne par Mercedes-Benz, et les innovations ont donné lieu à plus de 30 demandes de brevets.

Batterie électrique haute performance inspirée de la Formule 1

La batterie haute tension du concept AMG GT XX est un tout nouvel élément. Elle bénéficie de l'expérience de l'AMG ONE et de la Formule 1 ainsi que des connaissances des ingénieurs de Mercedes-AMG à Affalterbach et Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) à Brixworth (Royaume-Uni).

La batterie électrique haute performance (HP. EB) délivre une puissance élevée avec une répétabilité inédite, garantissant les performances globales du véhicule. Ceci est associé à une absorption d'énergie rapide et à une densité de puissance élevée. Trois aspects principaux contribuent à la haute performance du système : le développement de nouvelles cellules de batterie, le refroidissement direct des cellules et la haute tension.

De nouvelles cellules de batterie pour répondre à des exigences de performance élevées

Au centre de la scène se trouve la conception des cellules de batterie, développée pour des performances élevées. Le concept AMG GT XX utilise des cellules cylindriques hautes et minces. Ce format offre des avantages pour le refroidissement des cellules : le diamètre étroit signifie que la distance entre le cœur de la cellule et le boîtier est faible. Cela permet une dissipation rapide de la chaleur générée sous charge et garantit que chaque cellule individuelle est maintenue dans la fenêtre de température optimale.

Autre nouveauté, le boîtier de cellule en aluminium soudé au laser. Il est plus léger que les conteneurs en acier habituellement utilisés et a une conductivité électrique et thermique meilleure. Cela offre des avantages dans le contrôle thermique ciblé des cellules, avec un refroidissement ou un chauffage plus rapide à la demande.

Les cellules utilisent la configuration à languette complète, ce qui signifie que toute la surface de la cellule est connectée électriquement et thermiquement aux pôles. Cela permet une réduction de la résistance interne de la cellule, ce qui facilite une puissance de charge et de décharge élevée. De plus, les cellules de batterie à languette complète sont particulièrement robustes et fonctionnent de manière fiable dans des conditions de charge exigeantes.

Une autre innovation est la fenêtre de fonctionnement optimisée. Les cellules à languette complète ont fait l'objet de mesures et de tests détaillés à l'avance à l'aide d'une électrode de référence spéciale et de capteurs de température centrale. Les données recueillies ont été implémentées dans le logiciel du système de gestion de la batterie. Cela permet une meilleure modélisation du comportement des cellules et une augmentation significative de la puissance de charge à des températures plus élevées.

La chimie cellulaire a été développée spécifiquement pour le concept AMG GT XX. Il est basé sur du nickel / cobalt / manganèse / aluminium (NCMA) dans la cathode et une anode à teneur en silicium. Il offre une combinaison de densité d'énergie élevée de 300 Wh/kg (740 Wh/l au niveau de la cellule), de performances de charge puissantes et d'une durée de vie unique à ce jour.

La combinaison d'un format de cellule haut et étroit, d'un boîtier en aluminium, d'une technologie à languette complète et d'une chimie NCMA jette les bases de hautes performances en termes de puissance soutenue au sein des cellules de batterie individuelles.

Refroidissement direct intelligent des cellules de la batterie

Les cellules individuelles sont emballées dans des modules en plastique soudés au laser. Le refroidissement direct des cellules est intégré dans les modules en plastique pour assurer une dissipation optimale de la chaleur. Un liquide de refroidissement basé sur une huile non conductrice d'électricité circule autour de chaque cellule individuelle pour maintenir une température optimale. Le liquide de refroidissement s'écoule à travers des canaux de refroidissement dans les modules, qui sont optimisés pour un refroidissement égal de toutes les cellules. Un système de d'écoulement spécial assure une répartition uniforme de l'huile de refroidissement. Il y a plus de 3 000 cellules dans le concept AMG GT XX.

L'unité de stockage d'énergie lithium-ion a une tension élevée de plus de 800 volts, ce qui contribue aux performances globales. Les avantages de la haute tension sont : un poids plus faible en raison d'un câblage plus léger, une puissance de sortie continue plus élevée et des temps de charge de batterie plus courts. Les pertes de charge via le câble de charge sont également réduites.

Contrôle de la température pour des temps de charge courts, un vieillissement minimal et une longue durée de vie

Contrôle de la température du HP. EB est configuré pour différentes situations de conduite. Le chauffage à la fenêtre de température optimale est rapide et précis. La puissance maximale est délivrée sur une large plage de température.

La stratégie de fonctionnement est programmée pour faciliter les performances maximales de la batterie, suivie d'une réduction de la température grâce au système de refroidissement direct. La gestion intelligente de la chaleur contrôle la température du liquide de refroidissement pour chaque module de cellule à la valeur prédéterminée selon les besoins (refroidissement à la demande). En conséquence, la batterie conserve ses réserves de puissance élevées, même en cas de conduite dynamique avec des accélérations (batterie déchargée) et des décélérations fréquentes (batterie chargée par récupération). Ce refroidissement direct, en combinaison avec la cellule, permet d'obtenir un niveau élevé de densité de puissance soutenue.

Une charge presque aussi rapide qu'un ravitaillement

Les performances de charge établissent de nouvelles références, grâce au refroidissement direct. Cela s'accompagne d'une gestion thermique optimisée des cellules et des lignes électriques pendant la charge.

Le concept AMG GT XX atteint une puissance de charge moyenne de plus de 850 kW à 1000 ampères sur une large plage de courbe de charge.

Pour s'adapter aux performances de charge du véhicule, l'unité de charge Mercedes-Benz a travaillé en étroite collaboration avec le leader européen du marché de la recharge haute puissance Alpitronic. Alpitronic a développé un prototype de station de recharge. Il s'agit de la première station de charge capable de transmettre un courant aussi élevé via un câble CCS standard. Du fait des processus de charge extrêmement rapides de la prochaine génération de stations de recharge haute performance, les temps de charge ne diffèrent que légèrement de ceux du ravitaillement conventionnel en carburant.

Caisse en blanc et boîtier de batterie

La caisse en blanc du concept AMG GT XX est basée sur la nouvelle AMG. EA et est complètement nouvelle. La matrice de matériaux composée d'aluminium, d'acier et de matériaux composites en fibres combine la rigidité élevée qui caractérise AMG avec un faible poids. Les sections transversales optimisées des matériaux et la conception des composants créent de l'espace pour la technologie de pointe et les trains roulants sophistiqués.

La batterie haute tension est intégrée de manière centrale dans la structure du skateboard électrique. Son boîtier de protection enveloppe les modules de cellules, tous les composants de commutation et le système de gestion de batterie (BMS). Des trajectoires de charge latérales définies combinent une rigidité en torsion élevée avec un faible poids et constituent la base d'un haut niveau de sécurité en cas de collision.

Le boîtier de la batterie fait partie de la structure du véhicule, la batterie, le câblage haute tension (HT) et d'autres composants haute tension (HT) sont configurés et sécurisés pour répondre aux-exigences de sécurité élevées de Mercedes Benz. En plus de répondre aux réglementations légales, le système doit répondre à des normes de sécurité internes supplémentaires de Mercedes-Benz.

Design extérieur rebelle avec un aérodynamisme de première classe

Avec son fastback dynamique, son capot bas et son pare-brise fortement incliné, le concept AMG GT XX est une déclaration de la performance caractéristique des voitures de sport de la marque.

La calandre spécifique AMG avec dix barres verticales incarne une caractéristique AMG. Cependant, elle est développée avec une forme plus ovale et concave. L'étoile Mercedes est intégrée au milieu. Les phares auxiliaires minces et rectangulaires sont encastrés dans les bords extérieurs de la calandre. Les phares principaux sont disposés verticalement. Les feux de croisement et de route sont empilés les uns sur les autres.

Parmi les éléments caractéristiques inspirés du sport automobile, on retrouve les sorties d'air en deux parties intégrées au capot, optimisant le refroidissement et l'aérodynamisme du véhicule, chacune avec deux ailerons. Ils dissipent l'air chaud des modules de refroidissement horizontaux à l'avant du véhicule et optimisent le trajet de l'air de refroidissement. Le séparateur avant s'étend loin à l'avant de la voiture avec une fonction de rideau d'air intégrée qui s'étend jusqu'aux passages de roue avant. Le capot encapsule l'avant jusqu'aux passages de roue et souligne les traits distinctifs de du concept de voiture de sport AMG GT XX.

La vue latérale est définie par l'avant surbaissé, à partir duquel les ailes s'évasent de manière à encadrer les roues avant. La longue et basse ligne de toit avec un toit à double bulle et trois fenêtres de chaque côté repose sur les ailes arrière musclées. Les rétroviseurs extérieurs sont surélevés sur les portes avant, à la manière des voitures de sport. Les revêtements de seuil ont des contours aérodynamiques qui se prolongent dans les passages de roue arrière. La finesse aérodynamique est évidente dans les poignées de porte encastrées.

Vue du ciel, la ligne de toit s'effile vers l'arrière, accentuant la largeur imposante des épaules. Les passages de roue arrière s'intègrent aux flancs, soulignant le dynamisme et la puissance du design. Un autre élément de design à l'arrière est le large diffuseur en carbone apparent. Conçu pour assurer la stabilité de l'arrière à grande vitesse, sa forme rappelle celle de l'AMG ONE.

La carrosserie du véhicule repose visuellement sur une puissante structure de plancher qui s'étend du séparateur avant le long des lames de seuil jusqu'au diffuseur arrière. Les porte-à-faux à l'avant et à l'arrière soulignent les proportions générales sportives.

L'arrière dynamique, avec son bord aérodynamique fortement incliné et ses six feux arrière circulaires d'un rouge profond, forme une identité visuelle unique. Les lumières et le MBUX Fluid Light Panel positionné au centre sont chacun encadrés par un renfoncement allongé avec des parois latérales coniques pour créer une sensation de profondeur. L'aérofrein actif est intégré de manière transparente à l'arrière.

L'aérodynamisme : un facteur important pour des performances élevées à grande vitesse

À 300 km/h, environ 83 % de l'énergie motrice est nécessaire pour surmonter la traînée. Cela montre à quel point l'efficacité aérodynamique est importante pour un véhicule haute performance. Le concept AMG GT XX montre ce qui est techniquement possible. Parmi les aspects, citons le pare-brise fortement incliné, le capot bas, les vitres latérales inclinées et l'absence de pare-brise arrière. Le travail aérodynamique se poursuit dans le soubassement : un contour spécialement développé assure un équilibre aérodynamique, ce qui signifie une force d'appui optimale associée à une efficacité maximale. Il génère ce que l'on appelle l'effet Venturi, qui réduit la portance à l'arrière sans affecter de manière notable la valeur c. Cela facilite l'abaissement de l'arrière et réduit le besoin d'un aileron arrière prononcé. L'aérodynamique offre un haut niveau de stabilité de maniabilité dans tous les domaines jusqu'à la vitesse de pointe de plus de 360 km/h sur circuit.

Malgré les pneus larges et performants, le coefficient de traînée est cd=0,198.

L'aérodynamisme prend également en charge d'autres fonctions de refroidissement

En plus des grandes sorties d'air dans le capot avant, le concept AMG GT XX utilise une plaque de refroidissement passive située à l'avant du soubassement, utilisant le flux d'air sous la voiture pour le refroidissement. Une autre caractéristique est le système de contrôle actif de l'air Airpanel. Le système gère le flux d'air en plusieurs étapes en fonction des besoins de refroidissement, fonctionnant avec des persiennes cachées derrière l'admission d'air dans le pare-chocs avant. Normalement, ceux-ci sont fermés, ce qui réduit la traînée et dirige l'air vers le soubassement. Ce n'est que lorsque certaines températures de composants prédéfinis sont atteintes et que la demande de refroidissement est élevée que les persiennes s'ouvrent en plusieurs étapes, permettant à l'air de circuler vers les échangeurs de chaleur.

Design intérieur : un cockpit avec deux écrans intégrés axé sur la conduite

L'intérieur du concept AMG GT XX est réduit à l'essentiel, comme une voiture de course. L'intérieur est presque entièrement immergé dans le noir. Les accents argentés et orange sont mis en avant et soulignent l'accent visuellement minimaliste sur les éléments techniques. Au centre de l'attention se trouvent des matériaux avec différentes textures qui sont aussi agréables au toucher qu'ils en ont l'air. Les structures de carrosserie et les composants intérieurs visibles créent un lien étroit avec le sport automobile. Le cockpit, avec deux écrans intégrés, est entièrement axé sur la conduite. Le véhicule et tous ses instruments sont contrôlés par deux grands écrans LCD : le combiné d'instruments de 26 centimètres (10,25 pouces) et l'écran tactile multimédia de 35,6 centimètres (14 pouces). Les écrans sont orientés de manière ergonomique vers le conducteur et ont un aspect en verre.

Le volant est similaire à celui de l'AMG ONE, avec sa forme presque rectangulaire et ses deux lames horizontales de chaque côté inspirées de la course automobile. Les palettes au volant servent à contrôler la récupération. Un affichage sur la colonne de direction utilise différents codes de couleur via huit LED pour signaler l'état de charge (bleu), la récupération et les performances actuelles (rouge). Deux boutons ronds au volant AMG contrôlent d'autres fonctions et affichent les options avec des icônes colorées.

Une caractéristique distinctive de l'intérieur est les extrusions apparentes de la carrosserie en blanc autour de la console centrale, avec des bandeaux orange éclairés. Une autre caractéristique est l'élément de design de la console centrale, qui prend la forme du blason AMG. Le concept AMG GT XX exprime ainsi ses performances électriques de pointe avec des caractéristiques high-tech usinées dans du métal massif et éclairées.

Il n'y a pas non plus de revêtement sur le tableau de bord. Il fait référence à l'apparence d'un bloc moteur de sport avec le logo AMG usiné et une peinture noir mat. Dans le même temps, la traverse structurelle forme la partie supérieure du cockpit. Le tableau de bord est entièrement intégré et contient également les conduits pour l'air frais et le câblage. Les entretoises en H verticales positionnées au centre de celui-ci combinent la sous-structure du cockpit et le support de console centrale en un seul module.

Les revêtements de porte, sculpturaux et minimalistes, sont traversés par un accoudoir intégrant une structure en extrusion apparente. Des perforations, subtilement rétroéclairées, apportent un effet de seconde lecture qui vient animer et contraster la surface noire des panneaux.

Pour gagner du poids, les sièges baquets en fibre de carbone formés individuellement à l'arrière, y compris les coussins, sont entièrement intégrés dans la coque de la voiture. Le toit n'a pas de ciel de toit, ce qui permet de gagner du poids et d'exposer la structure en fibre de carbone. Les panneaux de porte avec des tuyaux légers et des boucles de fermeture orange complètent le look général sportif. Le motif du drapeau à damier du tissu rétroéclairé est une autre référence au sport automobile. Les points de fixation sur les portes sont revêtus de petits boutons en aluminium usiné.

Le revêtement de sol est composé à 100 % de matériaux recyclés. Son motif à carreaux avec des éléments de drapeau à damier fait référence au sport automobile.

Transmission intégrale AMG Performance 4MATIC plus entièrement variable

Le concept AMG GT XX délivre sa puissance sur la route avec la transmission intégrale AMG Performance 4MATIC plus. Complètement découplés les uns des autres, les trois moteurs électriques permettent une répartition entièrement variable du couple entre les roues avant et arrière. Cela permet un haut niveau de traction ainsi qu'une plus grande efficacité. Le passage de la propulsion à la transmission intégrale et inversement se fait en continu sur la base d'une matrice qui intègre les algorithmes de contrôle dans l'ensemble de l'architecture du véhicule.

Sièges sur mesure grâce à l'imprimante 3D

Les sièges baquets avant sont basés sur des coques de course en fibre de carbone avec ouvertures de ventilation et appuie-tête intégrés. Les coussins d'assise optimisés sur le plan ergonomique avec une structure 3D ouverte sont nouveaux. Les coussinets d'assise imprimés en 3D offrent un nouveau niveau de personnalisation avec une ergonomie optimisée, et ils sont faciles à remplacer. Cela crée une structure d'assise confortable adaptée spécifiquement à chaque utilisateur.

Roue aérodynamique active, intelligente et à commande électronique avec lames aérodynamiques mobiles

L'une des caractéristiques est l'Aero Wheel active. Il résout le conflit entre le refroidissement des freins, l'efficacité aérodynamique et l'autonomie maximale. La jante en aluminium forgé de 21 pouces à cinq branches est équipée de cinq éléments mobiles. Lorsqu'elles sont positionnées de près, ces lames scellent l'affleurement de la roue, réduisant la résistance à l'air. Cela améliore l'autonomie et réduit la consommation d'énergie.

Une unité de commande située dans le véhicule surveille et contrôle le fonctionnement du système de freinage. Il détecte la nécessité d'augmenter le refroidissement des freins. Lorsqu'il envoie un signal aux actionneurs, ceux-ci se déploient et ouvrent activement les pales, ce qui ouvre un anneau sur la jante extérieure. Soutenu par les persiennes radiales à l'intérieur des lames aérodynamiques, l'air de refroidissement est pompé à travers la roue jusqu'au frein et amortisseurs. L'augmentation du débit massique d'air de cette manière permet d'obtenir un refroidissement des freins plus efficace. L'évacuation active de l'air du passage de roue, qui interagit aérodynamiquement avec le soubassement, a une influence positive sur la force d'appui aérodynamique du véhicule.

Caché dans le moyeu de chaque roue se trouve un actionneur central facile à installer et à retirer. C'est cet actionneur qui déplace les lames aérodynamiques. Chaque actionneur est une unité autonome qui utilise la roue tournante pour produire sa propre énergie électrique via un mini-générateur. L'actionneur utilise le Bluetooth pour communiquer sans fil avec l'unité de commande du véhicule. Associé à une batterie haute performance, il peut générer et stocker suffisamment d'énergie pour effectuer jusqu'à 200 mouvements de lame, assurant ainsi un refroidissement sûr des freins à tout moment.