● 三電系統(tǒng)
作為純電電車(chē),除了“表面”的空氣動(dòng)力學(xué)功夫要做得足,內(nèi)里也得有一定的能耐才可實(shí)現(xiàn)這超過(guò)1000km的續(xù)航里程。對(duì)此,大家最關(guān)注的莫過(guò)于EQXX三電系統(tǒng)了。下面就來(lái)看看它給我們帶來(lái)什么革新的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高達(dá)95%的 Tank to Wheel 效率。
首先,最引人注目的就是這套為EQXX全新開(kāi)發(fā)的電池組。電池組采用了類(lèi)似Cell to Pack的技術(shù),電芯由寧德時(shí)代提供,直接把電池單體“粘”在了電池底殼上,再加上取消了繁雜的液冷結(jié)構(gòu),使用均熱板在車(chē)底進(jìn)行散熱,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了400Wh/L的能量體積密度。也就是說(shuō),EQXX上這一塊將近100kWh容量的電池,其體積僅有EQS上那塊容量相近電池的一半,重量也要輕了30%。現(xiàn)場(chǎng)看到這塊電池之纖薄,的確讓人驚訝。
電池能量密度的增加,除了剛剛提到的采用類(lèi)似CTP技術(shù)的高級(jí)集成度電池組外,還要?dú)w功于陽(yáng)極化學(xué)工藝的快速發(fā)展。其所搭載的電池陽(yáng)極有著更高硅含量以及其他的特有成分,可比普通電池儲(chǔ)存更多的能量。整個(gè)電池對(duì)外的功率電子組件則被整合到了電池上的一個(gè)小盒子里,奔馳稱(chēng)之為Onebox,這樣設(shè)計(jì)為安裝和拆卸帶來(lái)便利,而且加上這個(gè)Onebox組件,完整功能的電池組重量?jī)H為495kg。
對(duì)電氣知識(shí)有一定了解的讀者都知道,在輸出功率一定的情況下,電壓越高,所需要的電流也就越小,而電流的減小對(duì)線材的發(fā)熱以及減重降體積是有莫大裨益的。如今,高端車(chē)型已經(jīng)紛紛開(kāi)始用上或者試驗(yàn)800V的高壓平臺(tái),比起常見(jiàn)的400V平臺(tái)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。而奔馳為了探究高電壓技術(shù)在多方面的可行性,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)決定在EQXX上采用了超900V的電壓平臺(tái),而且借此,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)也可以收集了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù),借此來(lái)評(píng)估未來(lái)1000V電壓平臺(tái)的發(fā)展前景。
為了進(jìn)一步追求極限,EQXX并沒(méi)有布置天窗,而是在車(chē)頂安裝了117太陽(yáng)能電池板單體。這種高效的太陽(yáng)能電池板由奔馳與德國(guó)弗勞恩霍夫ISE太陽(yáng)能研究所合作研制,其發(fā)出的電存儲(chǔ)在一個(gè)磷酸鋰電池中,用于給空調(diào)風(fēng)機(jī),燈光、中控娛樂(lè)系統(tǒng)還有車(chē)載12V電器等其他低壓耗電器供電。因?yàn)槿绻苯訌母邏弘姵赝ㄟ^(guò)DCDC降壓,其中又會(huì)有效率的損失。可能對(duì)一般的車(chē)型無(wú)傷大雅,但為了追求極致,奔馳還是絞盡腦汁摳出一點(diǎn)點(diǎn)可能的效率。根據(jù)奔馳的數(shù)據(jù),在日照充足的情況下,太陽(yáng)能板可以增加25公里的續(xù)航。
和內(nèi)燃機(jī)一樣,電機(jī)自身也難以同時(shí)滿(mǎn)足高轉(zhuǎn)速、高功率、高效率的三要素,在量產(chǎn)車(chē)?yán)锘局荒軡M(mǎn)足其中兩個(gè)方面,而這次EQXX的任務(wù)顯然是要最高的效率。所以在電機(jī)選型上,奔馳選擇了150kW這個(gè)功率不高不低的電機(jī),同時(shí)一并采用了碳化硅功率模塊。同時(shí)為了降低拖拽阻力,電機(jī)內(nèi)的油液也大幅度減小,按需進(jìn)行分配。
●車(chē)身創(chuàng)新
人類(lèi)歷史上從大自然借鑒經(jīng)驗(yàn)的例子數(shù)不勝數(shù),除了從飛行動(dòng)物中借鑒空氣動(dòng)力學(xué),人們還會(huì)動(dòng)物的巢穴學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)上的設(shè)計(jì)。無(wú)論怎樣,大自然都向我們展示著生物進(jìn)化的美妙之處。作為仿生工程應(yīng)用的先行者之一,奔馳在EQXX上自然也不會(huì)錯(cuò)過(guò)展示實(shí)力的時(shí)候。
其中車(chē)身方面最大的創(chuàng)新在于車(chē)身的后部以及前部塔頂應(yīng)用了仿生工程結(jié)構(gòu)部件。什么是仿生工程結(jié)構(gòu)部件?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)功能需求,在實(shí)際需要承載負(fù)荷的地方才使用材料,不需要的地方則留空,部件的形狀則由實(shí)際需要進(jìn)行塑造,不進(jìn)行事先規(guī)定,類(lèi)似于生物進(jìn)化般進(jìn)行優(yōu)化。
這個(gè)大型鑄造件結(jié)構(gòu)奔馳稱(chēng)之為BIONEQXX,首先從圖上可以看出,這是由一塊獨(dú)立的、完整的鑄件形成的,由于少了焊點(diǎn)整體成型,車(chē)身后部的剛性得以大幅度地提高,這一來(lái)可以在完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的情況下從根本上減少物料的使用,達(dá)到減重的目的。
細(xì)心的讀者可能已經(jīng)從后車(chē)身的前半部分可以看出端倪,這個(gè)應(yīng)用了仿生技術(shù)的BIONEQXX鑄件表面并不是光滑連續(xù)的,而是類(lèi)似于等高線一樣的,有一層一層結(jié)構(gòu)的造型,而且有針對(duì)性的進(jìn)行了局部的凹陷和凸起。這就是通過(guò)仿生優(yōu)化算法進(jìn)行演算的最優(yōu)解,在應(yīng)力突出的地方進(jìn)行有針對(duì)性地造型增強(qiáng)。為了能在實(shí)際鑄造中得到這個(gè)表面,奔馳也采用了3D打印沙模的技術(shù)來(lái)塑造這個(gè)復(fù)雜的造型。
其次車(chē)身后部的輪拱位置也進(jìn)行了網(wǎng)格狀的優(yōu)化?梢钥吹皆趹(yīng)力不集中或者不需要承載負(fù)荷的位置,支撐部分已經(jīng)進(jìn)行了偷空,而且通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算確認(rèn)了該使用材料的地方。
和后塔頂一樣,前塔頂也采用了同樣的技術(shù),奔馳稱(chēng)之為BIONICAST。無(wú)論是加強(qiáng)肋條、包圍側(cè)裙還是鑄件表面,算法都“自由”地對(duì)整個(gè)構(gòu)件進(jìn)行了充分的演算。最終結(jié)果便是:相對(duì)于普通車(chē)上的沖壓式圓形塔頂,它能減重將近4kg之多!
● 軟件開(kāi)發(fā)流程
我們從工作人員處了解到,EQXX車(chē)型的整體開(kāi)發(fā)到上路行駛僅僅有18個(gè)月,這個(gè)時(shí)間對(duì)于一臺(tái)從零開(kāi)始的車(chē)可以說(shuō)是十分短了。畢竟這并不是單純的展示用車(chē),而是一臺(tái)可以真正上路行駛的車(chē)。那么在如此短的時(shí)間內(nèi),他們是怎么實(shí)現(xiàn)這緊湊的研發(fā)呢?答案就是軟件驅(qū)動(dòng)式的研發(fā)流程。
例如在車(chē)身造型的研發(fā)以及風(fēng)洞測(cè)試中,奔馳就借助了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)等前沿的數(shù)字工具,免去了傳統(tǒng)風(fēng)洞測(cè)試中需要耗時(shí)耗力建立油泥模型的步驟。而且通過(guò)數(shù)字化的開(kāi)發(fā)流程,在德國(guó)斯圖加特總部的研發(fā)人員可以和遠(yuǎn)在印度班加羅爾、英國(guó)布里克斯沃思、加利福尼亞州桑尼維爾等世界各地的遠(yuǎn)程團(tuán)隊(duì)共同參與到工作中來(lái)。風(fēng)洞測(cè)試的用時(shí)從100多個(gè)小時(shí)減少到僅32個(gè)小時(shí),但其實(shí)在虛擬的行駛測(cè)試中,這臺(tái)EQXX已經(jīng)行駛了超過(guò)30萬(wàn)公里的里程。
除了常規(guī)的硬件在環(huán)測(cè)試外,SiL的方法也得到了大規(guī)模的應(yīng)用,將實(shí)際硬件的調(diào)試階段壓縮至極短。SiL的應(yīng)用使得EQXX項(xiàng)目早期便能夠展開(kāi)大規(guī)模測(cè)試。使用這種方法,團(tuán)隊(duì)可在短短兩小時(shí)內(nèi)完成VISION EQXX概念車(chē)的驅(qū)動(dòng)裝置安裝、軟件刷新以及轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪等操作。
● 總結(jié)
和以往我們見(jiàn)到那些虛無(wú)縹緲的概念車(chē)不一樣,EQXX是奔馳真正展示實(shí)力的、能行走的概念車(chē)。很多人覺(jué)得主機(jī)廠實(shí)力的強(qiáng)弱是看產(chǎn)品技術(shù)有多先進(jìn),其實(shí)并不然。因?yàn)榻^大多數(shù)的技術(shù)都是供應(yīng)商所提供的,主機(jī)廠的任務(wù)并不在于要將極個(gè)別部件造得有多先進(jìn),而是在于如何統(tǒng)籌規(guī)劃,能讓這些先進(jìn)的技術(shù)落地,融入到真正的產(chǎn)品中量產(chǎn),這個(gè)才是衡量主機(jī)廠研發(fā)實(shí)力強(qiáng)弱的金標(biāo)準(zhǔn)。EQXX正是奔馳向外界展示這個(gè)實(shí)力的一個(gè)載體:只要我想做,我就能做出來(lái)。ㄎ/圖/攝 汽車(chē)之家海外撰稿人 組稿:王澤石)
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