楼主 如何看待奔驰EQXX的电池设计方向?
发表于2022-04-18 14:31:23查看 3564回复0浏览 3564

#星创计划# 
#科技改变生活# 

最近奔驰在欧洲开始宣传自己的下一代电驱动和电池设计,也是从400V到800V的一个彻底的变化。按照之我们到的时间点2023-2024年全导入,需要VISION EQXX在整个三系统上有很的改变,所这次欧洲次真路况的续航实测拿出来大力宣传(100kWh电池次充行驶1008km后还有15%剩余量,约还再跑140km)。

注:概念车可以不考虑可造性,全力为了里程表现冲刺一把

这个池系里面们可看到多很有趣的西:

● 奔驰全面会从模组计开始转向CTP,因此后面奔的软电芯到底如何采用,用多久,和之前看到的分Block设计,6大电池块设计兼容可能就成了必然的选择。
● 材料体系方面,奔驰分为现有技术、EQXX技术(石墨为硅碳)和固态电池,这后面ESG的会议材料有过详细的叙述。
● 400V切换到900V,池的量变了,个电芯的宽也变了。欧洲所有的车企都是厚度40mm以的电芯,这次切换量改主要从宽变小现的。
● 冷却计:这里开始从独立的水冷板(和整个壳体热离)到水冷板和壳体一体,但加热方式可需要过高频方式来解决,所以这个改变也可围绕SiC导体可用性,比IGBT更适合做高频开关钩的。
● 当然池设计方面,奔驰都给了芯最的空,电部件类似一盒子在上
们重来看下这电池统的迭代。

▲图1. 奔驰都是拿EQS的电池包来对比的,主要是从体积和能量开始比较

Part 1 电池系统和驱动系统

VISION EQXX动力电池系统,从Pack层面来看拥有400Wh/L的体积能量密度(200Wh/kg的能量密度),然后我们可以按照100kWh推算,也就是对应250L。拆开来按长高分解的话,估算为2000x1260x110mm,和这个容相似,确实到这包的尺寸有很大调整。所以体积比之前的EQS池包减少50%,重也减轻了30%,为495kg。电池的工作电压为900V以上。

▲图2. 奔驰从EQS切换到EQXX

根据上面这个图,我把模块内的电芯细数了一下,等于2个18串的模组并排放在一起。然后在这里把整个托盘的横梁给取消了,然后通过6个电池块的侧板和端板来提供结构约束,和整个托盘一起实现结构强度。

从逻辑来,从比亚迪刀片始到宁德时的麒麟电池,以后整个托的兼性会强,都是平底的,可以通往高压铸铝方向走。

▲图3. 奔驰的电池系统电芯配置

现在到了电动汽车时代,不管是冷却还是加热,都变成了一门显学,整车的热管理工程师需要通过从全车协调不同的模式来以最小的能量来实现整车系统的需求。在这里就要抛弃原有电池工程师对于一些需求,把电池托盘和冷却板进行化。然最要的,这里设置一个主动的风口,可以过开关控制来调整池壳体里面否可进风,这个计特别好玩。

▲图4. 奔驰的EQS到EQXX的热管理迭代

根据伊顿的一位西交大的前辈所交流,EQXX的电气系统很有可能通过迭代,改变之前有多个接触器的方式,可能奔驰的工程师真的受不了400V两个大模块再并联中需要对正负极都要处理,通过使用断路器,可以完全简化面这EQS的设计,一子空小了别多。

▲图5. EQS的高压电气设计确实太复杂了

在动力系统方面,奔驰也使用了很有特点的冷却方式,当然我理解为风冷是一种模式,比起水冷的高效,这种模式更像是在SiC的耐热的基础上去做尝试,而且非极限模式下,开个60-80公里每小时的速度,风冷确实也可

▲图6. 奔驰的动力系统的冷却

Part 2 奔驰的下一代电池

在ESG里面,透露了一些东西,主要是奔驰在研究的方向。宁德时代和比亚迪目前在亚洲范围内所主导的磷酸铁锂推广,会在2024年开始陆续在全球落地,所以之前的说法无钴短期内现的就是这铁锂运用。

▲图7. 奔驰在2024-2025年开始的化学体系迭代

从投资节奏来看,2026-2028年大概是所有人对固态电池比较认真的计划时间点,这些投入还处在从实验室电芯开发到制造层面问题解决上。

▲图8. 固态电池方面的投入

小结:我们在这么几年,电池的化学体系没有经历过大的革新;工程和制造领域的革新,已经带来了成本的快速降低。但是随着全球的渗透率提升,带来的原材料涨价可能要用1-2年来吸收,感觉这两年的电池工程设计到了瓶颈了,都越做简单,电池的结构工程师们,你们很险啊^_^。