導(dǎo)讀：最近奔馳在歐洲開(kāi)始宣傳自己的下一代電驅(qū)動(dòng)和電池設(shè)計(jì)，也是從400V到800V的一個(gè)徹底的變化。按照之前我們看到的時(shí)間點(diǎn)在2023-2024年全面導(dǎo)入，需要VISION EQXX在整個(gè)三電系統(tǒng)上有很大的改變，所以這次在歐洲首次真實(shí)路況下的續(xù)航實(shí)測(cè)也拿出來(lái)大力宣傳（100kWh的電池單次充電行駛1008km后還有15％的剩余電量，大約還能再跑140km）。
備注：概念車(chē)可以不考慮可制造性，全力為了里程表現(xiàn)沖刺一把
在這個(gè)電池系統(tǒng)里面我們可以看到很多很有趣的東西：
● 奔馳全面會(huì)從模組設(shè)計(jì)開(kāi)始轉(zhuǎn)向CTP，因此后面奔馳的軟包電芯到底如何采用，用多久，和之前看到的分Block設(shè)計(jì)，6個(gè)大電池塊設(shè)計(jì)兼容可能就成了必然的選擇。● 材料體系方面，奔馳分為現(xiàn)有技術(shù)、EQXX技術(shù)（石墨改為硅碳）和固態(tài)電池，這個(gè)后面在ESG的會(huì)議材料中有過(guò)詳細(xì)的敘述。● 400V切換到900V，電池的容量變小了，單個(gè)電芯的寬度也變小了。歐洲所有的車(chē)企都是用厚度在40mm以下的電芯，這次切換容量改小主要是從寬度變小實(shí)現(xiàn)的。● 冷卻設(shè)計(jì)：這里開(kāi)始從獨(dú)立的水冷板（和整個(gè)殼體熱隔離）到水冷板和殼體一體化，但是加熱方式可能需要通過(guò)高頻方式來(lái)解決，所以這個(gè)改變也可能?chē)@SiC半導(dǎo)體的可用性，比IGBT更適合做高頻開(kāi)關(guān)掛鉤的。● 當(dāng)然電池設(shè)計(jì)方面，奔馳都給了電芯最大的空間，電氣部件類(lèi)似一個(gè)盒子蓋在上面。
我們重點(diǎn)來(lái)看一下這個(gè)電池系統(tǒng)的迭代。
▲圖1. 奔馳都是拿EQS的電池包來(lái)對(duì)比的，主要是從體積和能量開(kāi)始比較
一、電池系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
VISION EQXX動(dòng)力電池系統(tǒng)，從Pack層面來(lái)看擁有400Wh/L的體積能量密度（200Wh/kg的能量密度），然后我們可以按照100kWh推算，也就是對(duì)應(yīng)250L。拆開(kāi)來(lái)按長(zhǎng)寬高分解的話(huà)，估算為2000x1260x110mm，和這個(gè)容量相似，確實(shí)看到這個(gè)包的尺寸有了很大的調(diào)整。所以體積比之前的EQS電池包的減少了50%，重量也減輕了30%，為495kg。電池包的工作電壓為900V以上。
▲圖2. 奔馳從EQS切換到EQXX
根據(jù)上面這個(gè)圖，我把模塊內(nèi)的電芯細(xì)數(shù)了一下，等于2個(gè)18串的模組并排放在一起。然后在這里把整個(gè)托盤(pán)的橫梁給取消了，然后通過(guò)6個(gè)電池塊的側(cè)板和端板來(lái)提供結(jié)構(gòu)約束，和整個(gè)托盤(pán)一起實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
從邏輯來(lái)看，從比亞迪的刀片開(kāi)始到寧德時(shí)代的麒麟電池，以后整個(gè)托盤(pán)的兼容性會(huì)很強(qiáng)，都是平底的，可以通往高壓鑄鋁方向走。
▲圖3. 奔馳的電池系統(tǒng)電芯配置
現(xiàn)在到了電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代，不管是冷卻還是加熱，都變成了一門(mén)顯學(xué)，整車(chē)的熱管理工程師需要通過(guò)從全車(chē)協(xié)調(diào)不同的模式來(lái)以最小的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)系統(tǒng)的需求。在這里就要拋棄原有電池工程師對(duì)于一些需求，把電池托盤(pán)和冷卻板進(jìn)行簡(jiǎn)化。當(dāng)然最重要的是，這里設(shè)置了一個(gè)主動(dòng)的通風(fēng)口，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)控制來(lái)調(diào)整電池殼體里面是否可以進(jìn)風(fēng)，這個(gè)設(shè)計(jì)特別好玩。
▲圖4. 奔馳的EQS到EQXX的熱管理迭代
根據(jù)伊頓的一位西交大的前輩所交流，EQXX的電氣系統(tǒng)很有可能通過(guò)迭代，改變之前有多個(gè)接觸器的方式，可能奔馳的工程師真的受不了400V兩個(gè)大模塊再并聯(lián)中需要對(duì)正負(fù)極都要處理，通過(guò)使用斷路器，可以完全簡(jiǎn)化下面這個(gè)EQS的設(shè)計(jì)，一下子空間小了特別多。
▲圖5. EQS的高壓電氣設(shè)計(jì)確實(shí)太復(fù)雜了
在動(dòng)力系統(tǒng)方面，奔馳也使用了很有特點(diǎn)的冷卻方式，當(dāng)然我理解為風(fēng)冷是一種模式，比起水冷的高效，這種模式更像是在SiC的耐熱的基礎(chǔ)上去做嘗試，而且非極限模式下，開(kāi)個(gè)60-80公里每小時(shí)的速度，風(fēng)冷確實(shí)也可以。
▲圖6. 奔馳的動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻
二、奔馳的下一代電池
在ESG里面，透露了一些東西，主要是奔馳在研究的方向。寧德時(shí)代和比亞迪目前在亞洲范圍內(nèi)所主導(dǎo)的磷酸鐵鋰推廣，會(huì)在2024年開(kāi)始陸續(xù)在全球落地，所以之前的說(shuō)法無(wú)鈷短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的就是這個(gè)鐵鋰的運(yùn)用。
▲圖7. 奔馳在2024-2025年開(kāi)始的化學(xué)體系迭代
從投資節(jié)奏來(lái)看，2026-2028年大概是所有人對(duì)固態(tài)電池比較認(rèn)真的計(jì)劃時(shí)間點(diǎn)，這些投入還處在從實(shí)驗(yàn)室電芯開(kāi)發(fā)到制造層面問(wèn)題解決上。
▲圖8. 固態(tài)電池方面的投入
三、小結(jié)
我們?cè)谶@么幾年，電池的化學(xué)體系沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)大的革新；工程和制造領(lǐng)域的革新，已經(jīng)帶來(lái)了成本的快速降低。但是隨著全球的滲透率提升，帶來(lái)的原材料漲價(jià)可能要用1-2年來(lái)吸收，感覺(jué)這兩年的電池工程設(shè)計(jì)到了瓶頸了，都越做越簡(jiǎn)單了，電池的結(jié)構(gòu)工程師們，你們很危險(xiǎn)啊。
作者：汽車(chē)電子設(shè)計(jì) 朱玉龍
