如何看待奔馳EQXX的電池設(shè)計方向？

最近奔馳在歐洲開始宣傳自己的下一代電驅(qū)動和電池設(shè)計，也是從400V到800V的一個徹底的變化。按照之前我們看到的時間點(diǎn)在2023-2024年全面導(dǎo)入，需要VISION EQXX在整個三電系統(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)測也拿出來大力宣傳（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：

● 奔馳全面會從模組設(shè)計開始轉(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，6個大電池塊設(shè)計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，這個后面在ESG的會議材料中有過詳細(xì)的敘述。

● 400V切換到900V，電池的容量變小了，單個電芯的寬度也變小了。歐洲所有的車企都是用厚度在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：這里開始從獨(dú)立的水冷板（和整個殼體熱隔離）到水冷板和殼體一體化，但是加熱方式可能需要通過高頻方式來解決，所以這個改變也可能圍繞SiC半導(dǎo)體的可用性，比IGBT更適合做高頻開關(guān)掛鉤的。

● 當(dāng)然電池設(shè)計方面，奔馳都給了電芯最大的空間，電氣部件類似一個盒子蓋在上面。

我們重點(diǎn)來看一下這個電池系統(tǒng)的迭代。

▲圖1. 奔馳都是拿EQS的電池包來對比的，主要是從體積和能量開始比較

Part 1 電池系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)

VISION EQXX動力電池系統(tǒng)，從Pack層面來看擁有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，也就是對應(yīng)250L。拆開來按長寬高分解的話，估算為2000x1260x110mm，和這個容量相似，確實(shí)看到這個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)上面這個圖，我把模塊內(nèi)的電芯細(xì)數(shù)了一下，等于2個18串的模組并排放在一起。然后在這里把整個托盤的橫梁給取消了，然后通過6個電池塊的側(cè)板和端板來提供結(jié)構(gòu)約束，和整個托盤一起實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

從邏輯來看，從比亞迪的刀片開始到寧德時代的麒麟電池，以后整個托盤的兼容性會很強(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)在到了電動汽車時代，不管是冷卻還是加熱，都變成了一門顯學(xué)，整車的熱管理工程師需要通過從全車協(xié)調(diào)不同的模式來以最小的能量來實(shí)現(xiàn)整車系統(tǒng)的需求。在這里就要拋棄原有電池工程師對于一些需求，把電池托盤和冷卻板進(jìn)行簡化。當(dāng)然最重要的是，這里設(shè)置了一個主動的通風(fēng)口，可以通過開關(guān)控制來調(diào)整電池殼體里面是否可以進(jìn)風(fēng)，這個設(shè)計特別好玩。

▲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)很有可能通過迭代，改變之前有多個接觸器的方式，可能奔馳的工程師真的受不了400V兩個大模塊再并聯(lián)中需要對正負(fù)極都要處理，通過使用斷路器，可以完全簡化下面這個EQS的設(shè)計，一下子空間小了特別多。

▲圖5. EQS的高壓電氣設(shè)計確實(shí)太復(fù)雜了

在動力系統(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，開個60-80公里每小時的速度，風(fēng)冷確實(shí)也可以。

▲圖6. 奔馳的動力系統(tǒng)的冷卻

Part 2 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，會在2024年開始陸續(xù)在全球落地，所以之前的說法無鈷短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的就是這個鐵鋰的運(yùn)用。

▲圖7. 奔馳在2024-2025年開始的化學(xué)體系迭代

從投資節(jié)奏來看，2026-2028年大概是所有人對固態(tài)電池比較認(rèn)真的計劃時間點(diǎn)，這些投入還處在從實(shí)驗(yàn)室電芯開發(fā)到制造層面問題解決上。

▲圖8. 固態(tài)電池方面的投入

小結(jié)：

我們在這么幾年，電池的化學(xué)體系沒有經(jīng)歷過大的革新；工程和制造領(lǐng)域的革新，已經(jīng)帶來了成本的快速降低。但是隨著全球的滲透率提升，帶來的原材料漲價可能要用1-2年來吸收，感覺這兩年的電池工程設(shè)計到了瓶頸了，都越做越簡單了，電池的結(jié)構(gòu)工程師們，你們很危險啊^_^。