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奔驰EQXX概念车是在今年1月份的CES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kWh锂电池包后整车重量只有1.75吨左右,纯电续航超过0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0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LXPlus在塞进了一块.4kWh电池之后,也宣称纯电续航能达到8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mm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公里左右。
或许你会觉得,现在公共充电设施越来越完善,V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0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?》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.,智已L7和埃安SPlus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ModelY那里开始了解一体压铸技术的。按照之前特斯拉的说法,“ModelY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kWh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kg。同样是kWh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Wh/L(转换后约为Wh/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V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8KLED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。