电动汽车面临的主要批评之一是续航里程有限,且与内燃机汽车相比充电速度慢得多。其主要原因是,与燃料箱相比,它们的电池所携带的能量要低得多。
通常有两种方法可以增加汽车的续航里程。更简单的方法是增加油箱的容量。对于燃油动力汽车来说,这通常是简单且便宜的,但当我们谈论电动汽车时,这是相当大的挑战,而且成本要高得多。另一种方法是优化给定汽车的所有方面 - 从空气动力学和滚动阻力到减轻重量。
奔驰EQXX一次充电可行驶1,008公里,百公里综合能耗8.7千瓦时,平均时速87公里/小时。因此,梅赛德斯安装了一个大电池,确保整辆车超级高效。让我们深入了解它到底是如何实现的。
空气动力学
在任何汽车中,头号能源消耗者都是空气动力阻力。虽然在车速低于 60 公里/小时时,这种阻力并不是那么高,但在典型的高速公路速度下,它是汽车最耗能的部分。梅赛德斯-奔驰 EQXX 的 Cd 值为 0.17,正面面积为 2.12 m2。这意味着总阻力面积为 0.36 平方米,非常低。相比之下,梅赛德斯-奔驰EQS是目前在售空气动力学效率最高的汽车之一,其总阻力面积为0.5平方米,比EQXX高出39%。

梅赛德斯-奔驰通过有针对性的措施实现了这一目标。一般的水滴造型、车尾窄50mm、按需空气冷却、车尾加长以及主被动空气动力学的结合。 20 英寸车轮被完全覆盖,以提高空气动力效率,因为它们占汽车总空气动力阻力的四分之一。在 130 公里/小时(这是典型的高速公路速度)时,由于这些措施,EQXX 的功率需求仅为 14 PS,低得惊人。

动力总成
梅赛德斯-奔驰声称从电池到车轮的动力系统效率高达 95%,这是另一个令人印象深刻的数字。在电池和车轮之间的功率流中,我们有三个能量损失来源。电力电子设备、电机和变速箱。为了实现这种效率,这三个来源的效率都必须超过 98%,这在主流汽车行业目前是不可能实现的。
不过,我们可以对电机做出有根据的猜测,该电机应该是同步的,并且更可能是永磁体类型。电机和电力电子设备由于效率非常高,因此冷却需求非常低。这里使用按需(空气和液体)冷却的概念来减少空气阻力和功率需求。电机最大功率为180kW(245PS),扭矩目前未知,但应该在400Nm左右。

车身
为了追求效率,必须采用轻质结构。尽管电动汽车具有再生制动功能,并且它们越重,它们利用的动能就越多,但在高速公路行驶期间,再生制动几乎为零。 EQXX 的空载重量为 1,755 公斤,考虑到仅高压电池就重近半吨,这本身就是一个技术亮点。
EQXX 由铝、马氏体钢和碳纤维增强塑料制成,而车轮则由锻造镁制成。 首次使用比传统钢制制动盘更轻的铝制制动盘。
铝制制动盘与镁制轮毂相结合,大大减轻了汽车的非簧载质量,提高了加速性能和乘坐舒适性。所有这些材料的特点是重量轻,同时保持高刚度和刚度。
总体而言,建造过程中采用了仿生原理,材料只在需要的地方使用,避免了过度使用。这一理念在汽车内饰中得到了扩展,到处都使用了可持续的轻质材料。为了进一步提高车辆效率,车顶使用了太阳能电池。这些仅用于低压用电设备,例如信息娱乐系统、鼓风机和 LED 车头灯。在晴朗的日子里,它们的续航里程可达 25 公里,这虽然很小,但在追逐记录时却很重要。

高压电池
EQXX使用的高压电池的净能量为100千瓦时,重量接近500公斤。它采用电池到电池组架构(电池未集成在模块中),采用风冷并具有碳纤维顶盖。所有这些特点都使其质量轻,与 EQS 中使用的高压电池相比,重量轻 30%,体积减少 50%。
梅赛德斯-奔驰的另一个首创是 >900V 架构。这种高电压值允许使用支持的直流充电器对电池进行超快速充电,但在这种情况下,由于该电池使用被动空气冷却,这是不可能的。
一般来说,可以通过电压或电流来增加电功率。如果我们采用“当前”方法,由于电缆较粗,将会造成重量和空间损失。这就是为什么增加电压更有意义。
与EQS相比,梅赛德斯-奔驰还使用了不同的阳极材料,EQXX集成了高硅阳极。高硅负极的使用帮助EQXX电池的能量密度大幅提高至200 Wh/kg,使其成为世界上能量密度最高的高压电池。梅赛德斯-奔驰表示,使用碳纤维盖和空气冷却有助于将电池安装在紧凑型汽车中。

EQXX只是一个概念,但这里使用的技术可能会在未来几年应用于梅赛德斯-奔驰的量产车,这对于电动汽车的建立和主导地位非常重要。