我真的不相信这只是台概念车(最早的概念车)

奔驰 EQXX 概念车是在今年 1 月份的 CES 2022 上发布的,几个关键性数据都非常抢眼:风阻系数仅有 0.17,搭载 100kWh 锂电池包后整车重量只有 1.75 吨左右,纯电续航超过 1000 公里,百公里能耗低于 10kWh。对电动车稍有了解的朋友都会知道,这几个数据单独来看都已相当了不得,但同时出现在一台车上面,那就真的是不得了了。

就在前几天,奔驰把这台 EQXX 带到了我们眼前,而在这之前,这台概念车已经在欧洲的公开道路上进行了两次 ” 续航测试 “,其中今年 6 月份从德国斯图加特开到英国银石赛道全程 1202 公里,百公里平均电耗 8.3kWh,证明了开篇的那堆数字并非只是一份实验室数据。

讲真,可能很多人对新能源车 ” 续航超 1000 公里 ” 这样的宣传语都有点麻木了,毕竟不但插电混动 / 增程式电动车早已跨越了这个门槛,甚至就连埃安 LX Plus 在塞进了一块 144.4kWh 电池之后,也宣称纯电续航能达到 1008 公里。

你别看奔驰 EQXX 的车身好像很修长,实际上它的轴距只有 2800mm 和小鹏 P5 相近,是一台紧凑型轿车,而目前紧凑型纯电动车的最大续航里程只在 600 公里左右。

或许你会觉得,现在公共充电设施越来越完善,800V 高压平台以及超充技术落地,加上电池技术的演进,都让电动车用户的里程焦虑减轻了不少,奔驰现在才花大力气去搞长续航,是不是来的太晚了?

我觉得可能大家有点误会了,因为 EQXX 最牛逼的地方并不是纯电续航超过 1000 公里,而是 ” 百公里平均能耗 8.3kWh”。我相信各位电动车的车主应该会明白这个数字意味着什么。

在 EQXX 那堆数字的背后,是奔驰进入电动化时代的新理念:追求极致的能效,也就是奔驰官方首次提出的 ” 能效就是硬通货 “。

而这也恰好从另一个角度印证了我此前在《为什么我说这个指标很重要?》(传送门)一文里的观点:电耗(能耗)表现就是电动车综合技术水平最直接的体现,没有之一。

所以我打算趁这次机会,结合 EQXX 上的新技术,和大家再展开聊一聊。实际上奔驰 EQXX 也是通过减少空气阻力、轻量化和提升三电系统能效这三板斧来实现这超低的电耗表现的。

减少空气阻力这点很好理解,风阻越小,油耗 / 电耗自然越低。车辆的风阻大小,主要取决于车辆正面投影面积与风阻系数(Cd 值)的乘积。原则上,Cd 值越小越好。举个例子,水滴形状相当接近理想的流线形,因为其前圆后尖,这种形状的 Cd 值仅为 0.05。

所以上到天上的飞机,下到海底的潜艇,无不参考和采用水滴形设计。不少汽车品牌过去也推出过类似设计的概念车,但由于要考虑容纳动力系统和确保车内乘坐空间,所以设计师们只能退而求其次,采用前圆后方的楔形,主要目的是尽量减少车辆后部的吸力。锋利的边缘能引导空气流动,并减少负压,从而降低风阻。

此前保时捷工程师曾介绍过,从大约时速 80 公里开始,空气阻力的影响就大于轮胎滚动阻力,而且空气动力学的影响随着速度的增加呈二次方增长。而这次来自奔驰的工程师说,在日常长途驾驶中,普通电动汽车近三分之二的电量用于克服空气阻力。

在这台奔驰 EQXX 身上,其实可以很明显看到奔驰在 2015 年发布的那台 IAA 空气动力概念车的影子。当时 IAA 概念车的风阻系数为 0.19 了,但大家不要忽略一个细节:IAA 概念车是没有后视镜的,而 EQXX 是装上了正式的后视镜。

前保险杠上的主动进气格栅、引擎盖上的空气导流口以及车尾部下方的可伸缩式扩散器,都对降低高速行驶时的空气阻力有巨大帮助。

其实国内现在好几款电动车在降低风阻系数方面都已十分出色,例如蔚来 ET7 风阻系数为 0.208,智已 L7 和埃安 S Plus 也都已低于 0.22,相信 EQXX 的出现会为工程师们带来更多的灵感,在日后的新车上实现更低的风阻系数。

再来讲讲轻量化。

燃油车年代也一直在努力轻量化,但轻量化的主要目标并不是降低油耗,而是提升动力和操控性能。所以很多高性能车和超跑的车身和底盘部分,早已广泛采用碳纤维和铝合金部件。

但 EQXX 的做法明显再进了一步。在工程师对 EQXX 的讲解之中,侧重介绍车身的 ” 仿生网格设计 ” 和一体式铸造技术。

其实很多人是从特斯拉 Model Y 那里开始了解一体压铸技术的。按照之前特斯拉的说法,”Model Y 的后地板通过应用一体压铸技术,将原先通过冲压等工艺生产的 80 个零件集成为 1 个铸造零件,制造成本降低 40%。”

同样地,蔚来 ET5 的车身后底板也同样采用了一体化压铸技术,令这部件重量降低了 30%。

而喜欢看科学纪录片的人都会知道,科学家和工程师们一向都很热衷于从动植物身上寻找灵感,也被称为仿生学。在现场摆出来的 EQXX 的结构件上可以看到,上面并非是一块完整的金属,而是有着很多形状不规则的孔洞。

按照工程师介绍,这些是参照树木和骨骼的网格结构,用尽可能少的材料,达到尽可能高的坚固性,其实这就是我们俗称的 ” 偷轻 “。更少的材料意味着不但可以减轻重量,也可以降低生产成本。

目前 EQXX 上最大的铝结构铸件 BIONEQXX ™位于后底板处,由于运用了仿生学设计,经过一体铸造技术打造,加上其他新材料的使用,令这部件重量降低了 15%~20%。

可以预见,EQXX 上的这种仿生学设计 + 一体铸造技术,也必定会出现在未来的量产车上。

至于 EQXX 轻量化的另一个重点,体现在这个 100kWh 电池包上。现在不管是采用 CTP 还是 CTC 技术,抑或是在电化学方面的努力,目标都是殊途同归的,就是在有限的空间内注入更多的电量,最好还能提升车体强度,减轻重量,且更安全。

这块电池外壳采用了碳纤维 – 甘蔗复合材料,总重量仅 495kg。同样是 100kWh 的锂电池包,EQXX 的电池体积只有 EQS 上那块的 50%,重量也减轻了 30%,电池包能量密度接近 400Wh/L(转换后约为 202Wh/kg)。

现场所见,这块电池的确相当袖珍,不但尺寸小,而且还真的很薄。

但这块电池可能是 EQXX 上最 ” 神秘 ” 的一个部件了。奔驰工程师介绍,” 能量密度之所以显著增加,一部分得益于阳极化学工艺取得的快速发展。由于具有更高硅含量和先进的成分,这类电池可以比常规电池储存更多的能量。”

至于是不是最新的 ” 硅阳极 ” 技术,也就是把电池的阳极材料从石墨改为硅材料,工程师并没有透露,只确认了这并非是固态电池。

” 推动能量密度提高的另一个因素是高度集成的电池组 “。这块电池上拿掉了所有液冷系统组件,改为依靠电池底部的金属冷却板进行被动散热。只有在天气炎热或采用 ” 活泼 ” 驾驶风格时,冷却系统才会升档,开启车头的智能气帘来加快散热。如果车辆在静止时需要冷却,则会启动备用冷却风扇。

对此还有很多朋友提出疑问,这样的被动式冷却方式真的靠谱吗?

对于这点,我觉得可以从两方面辩证地看。

一方面是这台 EQXX 的确已经两次在公开道路上连续过千公里的行驶,覆盖了城市拥堵和高速公路等各种路况,甚至还在英国银石赛道上刷过几圈,所以这一定程度上说明,应该是可以应付日常使用的。

而另一个方面,按照奔驰官方所讲,EQXX 从开始研发到最后生产出来,只用了 18 个月,说明 EQXX 可能并未进行量产车需要的 ” 两冬两夏 ” 测试,所以这套系统在极限条件下能否挺住,目前仍有悬念。

最后再讲讲其他方面的创新。

EQXX 采用的是 900V 高压平台,后驱动电机采用了最新的 SiC 碳化硅,所以在相同的功率下,电流会更小,整套电路系统的发热量也会更小。减少发热不但能降低能量的耗损,提升转换效率,而且也让上面提到的电池被动冷却成为可能。

至于最高充电功率以及充电速度这两项指标,奔驰的工程师也没有透露,也不知道这块电池目前能否支持 4C 或更快速的充电。

但不管怎样,EQXX 最终实现了 95% 的系统能效,意思是电池能量的 95% 最终都能直接传递给车轮,而目前主流的电动车系统能效只有 80% 左右。相关资料显示,氢能源车的系统能效在 40% 左右,传统燃油车为 30% 左右。

所以对于奔驰来讲,EQXX 虽然名为概念车,但除了那张座椅看上去不太舒适之外,其他都已经非常接近量产车的了,包括车内那块 47.5 英寸 8K LED 显示屏,都已可以显示导航和多种信息,甚至在屏幕上显示的也已变成了中文。

在我看来,奔驰之所以要把一台概念车做得如此 ” 逼真 ” 和实在,甚至还毫无遮掩地上路测试,除了 ” 秀肌肉 ” 之外,也是希望能把所有的新技术都放在一个真实的环境中去测试和验证。所以从这个角度讲,EQXX 更像是一台经过 ” 精装修 ” 的用于验证新技术用的工程车吧。

EQXX 上采用的大多数新技术和新工艺,分析下来其实并不是那么神秘,离我们也不是那么的远,按照现在电动车技术发展的速度,两三年后出现在正式量产车上,也并非不可能的事。

2022/10/23

技术解读——奔驰   EQXX

by   韦熙宇

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