最近奔驰开始在欧洲宣传自己的下一代电驱动系统和电池设计，也是从400V到800V（900V）的一个彻底的转换。按照之前我们获悉的时间点，其将在2023-2024年全面导入，而从奔驰VISION EQXX概念车上可以看到，整个三电系统都有很大的改变，所以这次奔驰对其在欧洲的首次真实路况续航测试也被拿出来大力宣传——100kWh电池单次充电行驶1008km后还有15％的剩余电量，大约还能再跑140km。
备注：概念车可以不考虑可制造性，为了里程表现全力冲刺一把。
通过EQXX的电池系统我们能够看到不少有趣的地方——
1）奔驰会全面从模组设计转向CTP，因此后面奔驰的软包电芯到底如何采用、用多久？和之前看到的分Block设计，6个大电池块设计兼容可能就成了必然的选择。
2）材料体系上，奔驰分为现有技术、EQXX技术（石墨改为硅碳）和固态电池，这方面后面在ESG的会议材料中有详细的叙述。
3）从400V切换到900V，电池的容量变小了，单个电芯的宽度也变小了。欧洲所有的车企都是采用用厚度在40mm以下的电芯，这次切换容量改小主要是从宽度变小实现的。
4）冷却设计方面，开始从独立的水冷板（与整个壳体热隔离）更新到水冷板和壳体一体化，但是加热可能需要通过高频方式来解决，所以这个改变也可能围绕SiC半导体的可用性，是跟比IGBT更适合做高频开关挂钩的。
5）当然在电池设计方面，奔驰都给了电芯最大的空间，电气部件类似一个盒子盖在上面。
下面我们重点来看一下这个电池系统的迭代。
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。长宽高拆开来分解的话，估算为2000x1260x110mm，和这个容量相似，确实看到电池包的尺寸有了很大的调整——体积比之前EQS的电池包减少了50%，重量减轻了30%，为495kg。电池包的工作电压为900V以上。
图2 奔驰从EQS切换到EQXX
根据上图，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。在这里把整个托盘的横梁取消了，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。
逻辑来看，从比亚迪的刀片开始到宁德时代的麒麟电池，以后整个托盘的兼容性会很强，且都是平底的，可以往高压铸铝方向走。
图3 奔驰新一代电池系统的电芯配置
进入电动汽车时代，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实现整车系统的需求。而在这里就要抛弃原有的一些需求，把电池托盘和冷却板进行简化。当然最重要的一点是，这里设置了一个主动通风口，可以通过开关控制来调整电池壳体里面是否进风，这个设计特别好玩。
图4 从EQS到EQXX的热管理迭代
根据与伊顿一位西交大的前辈交流，EQXX的电气系统很有可能通过迭代，改变了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，现在通过使用断路器，可以完全简化下面这个EQS的设计，一下子所占空间小了很多。
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的耐热性基础上去做尝试，而且非极限模式下，开个60-80公里每小时的速度，风冷确实也可以。
图6 奔驰EQXX动力系统的冷却
Part 2：奔驰的下一代电池
在ESG中透露了一些信息，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所主导的磷酸铁锂的推广，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实的就是这个铁锂电池的运用。
图7 奔驰将在2024-2025年开始的化学体系迭代
从投资节奏来看，2026-2028年大概是所有对固态电池比较确切的计划时间点，这些投入还处在从实验室电芯开发到制造层面问题解决的阶段。
图8 固态电池方面的投入
小结：
在这几年电池的化学体系没有经历过大的革新，而在工程和制造领域的革新，已经带来了成本的快速降低。但是随着全球新能源车的渗透率提升，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期，都越做越简单了。电池的结构工程师们，你们很危险了啊！
图｜网络及相关截图
作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。
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