La Mercedes-AMG One embarque une technologie de Formule 1 pour la route

Mercedes-AMG lève le voile sur l'hypercar exclusive à propulsion hybride One.

La sportive biplace Mercedes-AMG One transpose à la route, et quasiment à l'identique, une technologie hybride ultra-moderne et efficiente issue de la Formule 1.

La mise en œuvre de ce développement extrêmement complexe a été réalisée en étroite collaboration avec les experts en Formule 1 de Mercedes AMG High Performance Powertrains à Brixworth.

L'hybride de performance Mercedes-AMG repose sur un moteur à combustion et quatre moteurs électriques.

Le système hybride développe un total de 1 063 ch (782 kW).

La vitesse maximale de l'hypercar exclusive à propulsion hybride est bridée à 352 km/h.

La propulsion hybride E Performance de la Mercedes-AMG One est directement issue de la Formule 1.

Elle est constituée d'une unité hautement intégrée et connectée intelligemment, composée d'un moteur thermique turbo hybride et d'un total de quatre moteurs électriques : l'un intégré au turbocompresseur, un autre implanté directement au niveau du moteur thermique et relié au vilebrequin, et les deux derniers entraînant les roues avant.

La technologie du moteur à essence V6 hybride de 1.6 litre avec suralimentation à simple turbocompresseur assistée électriquement correspond à celle du moteur actuel de Formule 1.

Les quatre arbres à cames en tête sont entraînés par des pignons droits.

Les ressorts de soupape mécaniques sont remplacés par des ressorts pneumatiques afin d'atteindre une vitesse de rotation supérieure.

Le moteur, installé en position centrale devant l'essieu arrière, tourne jusqu'à 11 000 tr/min. Pour une plus grande durabilité et pour permettre l'utilisation d'essence Super plus disponible dans le commerce, il reste volontairement en dessous de la limite de régime de la F1.

Le moteur à haut régime est boosté par un turbocompresseur high-tech. La turbine d'échappement et la turbine de compresseur sont positionnées à distance l'une de l'autre et sont reliées par un arbre. Cela permet une position de montage plus basse du turbocompresseur. L'arbre abrite un moteur électrique d'environ 90 kW. Commandé électroniquement, il entraîne directement l'arbre du turbocompresseur et accélère ainsi la roue du compresseur à jusqu'à 100 000 trs/minutes avant que le flux de gaz d'échappement ne prenne le relais. Cette unité porte la désignation caractéristique de la Formule 1 de « MGU-H » (Motor Generator Unit Heat).

La réponse est ainsi nettement améliorée dès le régime de ralenti (lorsque le flux des gaz d'échappement est encore faible) et sur toute la plage de régime.

Le moteur V6 de 1.6 litre réagit encore plus spontanément aux commandes de la pédale d'accélérateur.

L'électrification du turbocompresseur permet d'obtenir un couple plus élevé à bas régime.

Le turbocompresseur électrique de la Mercedes-AMG One utilise une partie de l'énergie excédentaire générée par le flux des gaz d'échappement pour produire de l'énergie électrique comme un alternateur et la stocker dans la batterie lithium-ion haute tension ou la transmettre à l'essieu avant électrique ou au moteur électrique (MGU-K = Motor Generator Unit Kinetic) sur le moteur thermique.

Le MGU-K délivre 120 kW. Il est directement positionné sur le moteur thermique et relié au vilebrequin via une boîte à pignons droits.

La suralimentation par turbocompresseur et l'injection directe à jet dirigé garantissent des performances élevées et augmentent le rendement thermodynamique.

Le six cylindres hautes performances dispose de deux systèmes d'injection.

L'injection directe envoie le carburant dans les chambres de combustion à une pression pouvant atteindre 270 bars. Cette opération est répétée plusieurs fois, en fonction des signaux envoyés par la gestion moteur. L'injection dans le canal d'admission permet d'atteindre la puissance spécifique élevée du moteur tout en respectant les limites d'émissions.

À cela s'ajoute un système d'épuration des gaz d'échappement avec quatre catalyseurs métalliques préchauffés, deux catalyseurs céramiques et deux filtres à particules essence.

Les quatre éléments chauffants, d'une puissance totale de 16 kW, permettent de respecter les limites d'émissions EU6 en conditions de conduite réelles (RDE).

Le système de dépollution des gaz d'échappement est en optimisé en termes de contre-pression afin d'éviter les pertes de puissance. Il en va de même pour le grand silencieux arrière en titane léger.

Les deux moteurs électriques de 120 kW chacun, situés sur l'essieu avant, atteignent jusqu'à 50 000 tours de rotor par minute. Ils sont reliés aux roues avant par deux réducteurs. L'essieu avant, qui est ainsi entraîné de manière purement électrique, fonctionne de manière sélective pour chaque roue et permet ainsi une répartition individuelle du couple pour une dynamique de conduite élevée ("Torque Vectoring"). Grâce aux deux moteurs électriques, l'énergie de freinage peut être exploitée de manière optimale pour la récupération (jusqu'à 80 % en conditions de marche quotidiennes). L'énergie est stockée dans la batterie et reste disponible pour étendre l'autonomie électrique ou améliorer les performances. Chaque moteur électrique bénéficie de son propre système de pilotage par électronique de puissance, toujours implanté à proximité dans le plancher du véhicule.

L'accumulateur d'énergie lithium-ion est également un développement spécial de Mercedes-AMG. La technologie a déjà fait ses preuves dans les conditions les plus difficiles sur les voitures de course hybrides de Formule 1 de l'équipe Mercedes-AMG Petronas F1 Team et se retrouve également dans la batterie de la Mercedes-AMG GT 63 S E Performance.

La batterie haute performance AMG allie une puissance élevée, mobilisable fréquemment, à un poids réduit pour améliorer les performances globales. S'y ajoutent l'absorption rapide d'énergie et la densité de puissance élevée. Lors d'une conduite rapide sur un terrain vallonné, les conducteurs peuvent faire appel spontanément à tout le potentiel de puissance en montée, tandis que la récupération est forte en descente.

La disposition et le refroidissement des cellules de la batterie correspondent à ceux de la voiture de course Mercedes-AMG de Formule 1. On en trouve un nombre beaucoup plus important dans la Mercedes-AMG One, afin de permettre son utilisation au quotidien. La capacité de 8,4 kWh suffit pour une autonomie purement électrique de 18,1 kilomètres. La recharge se fait par courant alternatif et par le chargeur embarqué intégré de 3,7 kW. La batterie peut être alimentée en nouvelle énergie par récupération ou par le moteur thermique. La batterie lithium-ion haute tension et le convertisseur DC/DC destiné à assister et à charger le réseau de bord 12 V sont implantés dans le plancher du véhicule, derrière l'essieu avant.

La base de la haute performance de la batterie haute tension est le refroidissement direct : Un liquide de refroidissement high-tech circule autour de toutes les cellules et les refroidit individuellement.

Le liquide de refroidissement circule de haut en bas à travers toute la batterie, en passant devant chaque cellule, à l'aide d'une pompe électrique à haut rendement, et traverse également un échangeur de chaleur placé directement sur la batterie. Le système vise à garantir une répartition uniforme de la chaleur dans la batterie. La batterie opère toujours dans une fenêtre de température de service optimale et régulière moyenne de 45°C, quelle que soit la fréquence à laquelle elle est chargée ou déchargée. Il est possible de dépasser la température moyenne si la conduite est forcée. Les mécanismes de protection sont réglés de manière à pouvoir tirer le maximum de la batterie afin d'abaisser la température par refroidissement direct.

Seul le refroidissement direct permet d'utiliser des cellules à très haute densité de puissance. Grâce à cette solution, le système de batterie est léger et compact. Le faible poids est également dû au concept de rails conducteurs économe en matériaux et à la structure anti-collision légère, mais aussi robuste du boîtier en aluminium. Une autre caractéristique est la haute tension du système d'entraînement, qui fonctionne à 800 volts au lieu des 400 volts habituels, ce qui permet de réduire nettement la section des câbles et donc d'économiser du poids et de l'espace.

Au total, la chaîne cinématique hybride rechargeable hautes performances offre de nombreuses stratégies de fonctionnement intelligentes conçues pour répondre au mieux à différents types d'utilisation. Les programmes de conduite s'étendent du mode purement électrique au mode ultradynamique (Strat 2) qui correspond à un réglage utilisé en Formule 1 lors des qualifications pour inscrire les meilleurs temps au tour.

Malgré la complexité du système, le conducteur bénéficiera toujours d'une combinaison optimale entre performances et efficience.

Six programmes de conduite - de la conduite purement électrique au mode "circuit" - sont proposés.

La Mercedes-AMG One démarre silencieusement avec l'enclenchement des moteurs électriques sur l'essieu avant.

Parallèlement, les catalyseurs sont préchauffés. Le moteur thermique ne démarre pas tant que la température correcte du catalyseur n'est pas atteinte.

• Race Safe : Programme standard avec mode de conduite hybride selon les besoins et démarrage purement électrique. Ce n'est que lorsque la demande de puissance est plus élevée que le moteur thermique s'enclenche.
• Race : Mode de conduite hybride avec stratégie de charge spéciale. Le moteur thermique fonctionne en permanence et peut charger plus fortement la batterie haute tension afin de toujours disposer d'une pleine puissance électrique.
• EV : Conduite entièrement électrique.
• Race Plus (circuit uniquement) : aérodynamique active, abaissement du train de roulement de 37 mm (avant)/30 mm (arrière), réglage plus ferme du train de roulement, gestion spéciale de la puissance.
• Strat 2 (circuit uniquement) : aérodynamique active, réglage encore plus ferme du train de roulement et abaissement du train de roulement de 37 mm (avant)/30 mm (arrière). Pleine puissance de tous les moteurs comme lors des qualifications en Formule 1.
• Individual : Réglages selon les préférences personnelles pour les modes routiers.

Avec la fonction Race Start dans les programmes de conduite Race, Race Plus et Strat 2, des valeurs d'accélération impressionnantes sont possibles : Le sprint à 200 km/h départ arrêté s'effectue en 7,0 secondes.

La transmission de la force motrice aux roues arrière est assurée par une boîte de vitesses mécanique à 7 rapports développée spécialement pour la Mercedes-AMG One. La conception légère de la boîte de vitesses permet de gagner du poids, l'intégration dans la carrosserie brute renforce la rigidité et ne prend que peu de place. La boîte est spécialement conçue pour répondre à la grande capacité de couple et de régime de la puissante chaîne cinématique hybride de la Formule 1. Les tiges de commande et l'embrayage à 4 disques en carbone sont commandés hydrauliquement. Les rapports sont conçus pour minimiser la différence de puissance après le passage à la vitesse supérieure et pour maintenir le moteur thermique à un régime élevé. Le différentiel autobloquant est intégré dans la boîte de vitesses.

Outre la propulsion hybride E Performance Formule 1, l'hypercar embarque d'autres technologies de sport automobile.

Celles-ci vont de la monocoque et de la carrosserie en carbone au châssis push-rod, en passant par l'unité moteur/boîte de vitesses semi-porteuse et l'aérodynamique active.

Grâce à sa technologie complexe, la Mercedes-AMG One biplace offre parfois plus qu'une voiture de course de Formule 1.

La Mercedes-AMG One dispose de la transmission intégrale variable AMG Performance 4Matic plus avec entraînement hybride à l'essieu arrière, entraînement électrique à l'essieu avant et avec torque vectoring.

Les performances routières de la Mercedes-AMG One reposent sur son châssis monocoque carbone ultra-résistant dont la technologie fait elle aussi appel à celle de la Formule 1, tout comme l'intégration du moteur et de la boîte de vitesses, qui remplissent tous deux des fonctions porteuses et prennent entièrement en charge la suspension des roues arrière.

Le train de roulement est en aluminium, avec cinq bras et deux jambes de suspension réglables à l'avant et à l'arrière. Le train de roulement fileté présente plusieurs spécificités : les deux jambes de suspension Push-Rod sont implantées dans le sens transversal par rapport à la marche. La disposition de l'unité ressorts/amortisseurs remplace la fonction et l'utilisation de l'habituelle barre stabilisatrice transversale tubulaire. Cette solution prévient efficacement les mouvements de roulis, y compris lors des changements de direction à vive allure. La rigidité au roulis et l'amortissement du roulis sont complètement indépendants de la rigidité au pompage et de l'amortissement du pompage.

Le système d'amortissement réglable peut être ajusté par programme de conduite : Les réglages du train de roulement C (Comfort) et S (Sport) sont disponibles dans les programmes de conduite EV, Race Safe, Race et Individual ; les réglages du train de roulement S (Sport) et S plus (Sport plus) dans les programmes de conduite Race Plus et Strat 2.

Le train de roulement peut être abaissé hydrauliquement de 37 millimètres sur l'essieu avant et de 30 millimètres sur l'essieu arrière.

Un dispositif de levage pour l'essieu avant (activable uniquement dans les programmes de conduite sur route) empêche la Mercedes-AMG One de toucher les rampes de parking souterrain.

Le réglage global des ressorts et des amortisseurs a été conçu pour un comportement de marche parfaitement équilibré, facile à maîtriser et très dynamique. Ce à quoi contribuent également la transmission intégrale et le Torque Vectoring. L'ABS est de série, contrairement à la Formule 1, et l'ESP est réglable sur trois niveaux. L'ESP On est synonyme de sécurité élevée et est toujours activé en mode "Highway". ESP Sport Handling Mode permet des angles d'embardée plus élevés avant l'intervention du système pour une conduite sportive. ESP Off désactive le système pour permettre une conduite extrêmement sportive sur circuits fermés. Les trois réglages sont possibles en mode "Track".

Les jantes forgées en aluminium à 10 branches avec verrou central et cache radial partiel en carbone améliorent l'efficacité aérodynamique du véhicule grâce à un meilleur écoulement autour de la roue.

Des jantes forgées en magnésium à 9 branches sont également disponibles en option. En plus de la technologie à écrou de roue central, elles disposent d'un design bionique breveté pour maximiser la légèreté et la rigidité.

Les roues avant de la Mercedes-AMG One sont parées de jantes de dimensions 10,0 J x 19 chaussées de pneus Michelin Pilot Sport Cup 2 M01 au format 285/35 ZR 19 et spécialement développées pour l'hypercar, tandis que ses roues arrière arborent des jantes en 12,0 J x 20 et des pneus Michelin Pilot Sport Cup 2 M01 au format 335/30 ZR 20.

La décélération de la voiture est assurée par un système de freinage AMG en céramique composite hautes performances. L'essieu avant est doté d'étriers fixes à 6 pistons et de disques de frein ventilés et perforés au format 398 x 38 millimètres. Des étriers fixes à 4 pistons sont montés sur l'essieu arrière, ainsi que des disques de frein ventilés et perforés de 380 x 34 millimètres. Le faible poids du système réduit les masses non suspendues et accroît ainsi la dynamique de marche et l'agilité. Les freins en céramique affichent une durée de vie plus longue, résistent mieux à la corrosion et présentent une meilleure stabilité thermique. Extérieurement, le système de freinage se repère au monogramme « AMG Carbon Ceramic » et à une peinture spéciale sur les étriers de frein.

L'hypercar à propulsion hybride Mercedes-AMG One sera officiellement présentée pour la première fois en action, dans le cadre du Festival of Speed de Goodwood (du 23 au 26 juin 2022).

"Avec la Mercedes-AMG One, nous avons plus que repoussé les limites. Les immenses défis techniques pour rendre un groupe motopropulseur moderne de Formule 1 apte à une utilisation quotidienne sur route nous ont sans aucun doute poussés à nos limites. Beaucoup ont pu penser, pendant la durée du développement, que le projet était impossible à mettre en œuvre. Pourtant, les équipes d'Affalterbach et de Grande-Bretagne n'ont jamais abandonné et ont cru en elles. J'ai le plus grand respect pour tous les participants et je suis fier de ce travail d'équipe. Mettre sur les roues une hypercar de ce type est certainement unique. Pour nous, en tant que Mercedes-AMG, cela ne vaut pas seulement d'un point de vue technique, mais aussi en ce qui concerne l'échange étroit avec nos fidèles clients. Avec nous, ils ont connu des hauts et des bas au fil du développement. Ils ont fait partie intégrante du Project One dès le début et peuvent maintenant se réjouir de la Mercedes-AMG ONE, exclusive et unique, qui a maintenant pu franchir le prochain obstacle et passer tous les tests de certification ECE", a déclaré Philipp Schiemer, président de la direction de Mercedes-AMG.

"Les données de performance de la Mercedes-AMG ONE ne sont finalement qu'un petit extrait de ce qui se cache dans la technologie de ce véhicule. En dehors d'un groupe motopropulseur de Formule 1 qui génère 1063 ch à partir d'un moteur thermique relativement petit et très efficace, combiné à quatre moteurs électriques, c'est surtout le traitement des gaz d'échappement qui a constitué la principale gageure. C'est là que les équipes de Mercedes-AMG et Mercedes-AMG High Performance Powertrains ont vraiment fait de grandes choses. Ce projet a été en partie à la fois une malédiction et une bénédiction. Mais nous avons parcouru ce chemin semé d'embûches et, en tant que technicien, on s'extasie naturellement devant tous ces détails. Des matériaux utilisés aux composants de châssis exceptionnels en passant par les finesses aérodynamiques, la Mercedes-AMG ONE sera difficile à surpasser en termes de complexité. Dans une voiture de Formule 1, une équipe d'ingénieurs munis d'ordinateurs portables se charge de faire démarrer la chaîne cinématique. Dans notre hypercar, il suffit d'appuyer sur un bouton. Cela illustre également l'immense savoir faire en informatique qui se cache dans ce véhicule", explique Jochen Hermann, directeur technique de Mercedes-AMG.

Liens vidéos:

Mercedes-AMG One (Statique): https://youtu.be/9Gf7aOnWxxY

Mercedes-AMG One (Conduite): https://youtu.be/tDZR_OG84cA