電動(dòng)時(shí)代,你是否有這樣的感受:花真金白銀買的加速性能,只有在高電量下才能實(shí)現(xiàn)?
這背后的“癥結(jié)”正是采用串聯(lián)架構(gòu)的傳統(tǒng)電池系統(tǒng)排列方式。當(dāng)某一個(gè)電芯性能不佳,整個(gè)系統(tǒng)的性能都會(huì)被拖累,動(dòng)力輸出自然大打折扣。當(dāng)然,每一輛“三叉星徽”出品的電動(dòng)車,都以“奔馳標(biāo)準(zhǔn)”的調(diào)校,確保在不同電量下,駕馭體驗(yàn)均始終統(tǒng)一。
但這一切,如何從源頭破局?
“汽車發(fā)明者”梅賽德斯-奔馳,將以創(chuàng)新科技——全新變壓器,探索未來出行的更多可能。它將不僅打破傳統(tǒng)高壓電池的架構(gòu)限制,更重新定義電動(dòng)出行的游戲規(guī)則。
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3個(gè)問題,揭開“全新變壓器”的科技密碼。
在純電車型中,電池組為車輛驅(qū)動(dòng)提供能量,而電池組由多個(gè)獨(dú)立電芯組成,所有電芯以串聯(lián)方式連接,像“手拉手”的隊(duì)友。這意味著,電池的總電壓等于所有電芯電壓的疊加——電芯數(shù)量越多、每個(gè)電芯電量越充足,總電壓就越高;反之,若單個(gè)電芯電量下降,整個(gè)系統(tǒng)的電壓范圍也會(huì)隨之產(chǎn)生波動(dòng),導(dǎo)致車輛加速乏力、充電效率降低等。就像一串圣誕節(jié)彩燈——連接好后,所有的燈都亮著,但只要拔掉其中一顆燈泡,整串燈都會(huì)熄滅。因此,傳統(tǒng)架構(gòu)的最低電量電芯決定了電池組的整體性能。更重要的是,這種結(jié)構(gòu)對(duì)電芯的一致性要求極高——尺寸、化學(xué)成分、幾何形狀、所儲(chǔ)能量甚至健康狀態(tài)越一致,整個(gè)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)就越好。
面向未來,梅賽德斯-奔馳的答案是為每個(gè)電芯配備單獨(dú)的可編程變壓器,形成并聯(lián)架構(gòu),電芯從“手拉手”的串聯(lián)模式變?yōu)椤案髯詾閼?zhàn)”的并聯(lián)模式,通過電芯級(jí)控制提高電池效率,讓所有電芯直接為整個(gè)電池組做出貢獻(xiàn)。由多個(gè)微型變壓器組成的創(chuàng)新變壓器,可直接連接到任意數(shù)量的電池組中。這種創(chuàng)新變壓器可以單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)電芯單元,以及控制輸出電壓水平。目前的研究結(jié)果表明,無論單個(gè)電芯的充電狀態(tài)(SoC)和健康狀態(tài)(SoH)如何,每一個(gè)可編程變壓器均可以在電芯層面直接將電壓轉(zhuǎn)換為800伏的穩(wěn)定電壓。
每個(gè)單獨(dú)電芯的電壓都可以通過軟件控制,這也意味著每個(gè)單體電芯都可以單獨(dú)充電。此外,得益于并聯(lián)結(jié)構(gòu),不同化學(xué)成分、尺寸甚至形狀的電芯可以“混搭”在同一電池組中,徹底釋放電池潛能。
并聯(lián)架構(gòu)首次實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)單獨(dú)控制每個(gè)電芯的可能性。整個(gè)系統(tǒng)的電壓不再取決于電芯的電量或數(shù)量,相反,電池的整體性能是所有單個(gè)電芯性能的總和。如果有一個(gè)電芯的性能不如其他電芯,它對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響或沖擊將是很小的,駕駛員甚至都不會(huì)注意到,因此,車輛性能的穩(wěn)定性大幅提升。
同時(shí),這種技術(shù)還可以增加車輛的純電行駛里程,以及優(yōu)化充電速度。
采用模塊化設(shè)計(jì),可編程微型變壓器可減少因適配不同車型而重復(fù)開發(fā)的電氣元件,還可進(jìn)行大量生產(chǎn),這也使得它具有很高的成本效益;同時(shí),其可根據(jù)OTA輕松更新,在未來有可能應(yīng)用于梅賽德斯-奔馳的絕大部分純電車型上。
此外,因?yàn)殡娦究梢圆槐厥峭耆粯拥膸缀涡螤?,這意味著可以在合適的位置根據(jù)需求靈活布置大尺寸電芯或小尺寸電芯。空間利用率的大幅提高以及模塊化元件的增加將為純電車型的布局和設(shè)計(jì)帶來全新的自由度。
全新變壓器的可能性,遠(yuǎn)不止于此。當(dāng)它與太陽(yáng)能技術(shù)相結(jié)合,將進(jìn)一步提升汽車補(bǔ)能效率。而梅賽德斯-奔馳另一項(xiàng)未來科技——太陽(yáng)能涂層,將為純電車型續(xù)航帶來全新潛力。
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作為汽車發(fā)明者和科技創(chuàng)新的先驅(qū),近140年來,梅賽德斯-奔馳從未停止創(chuàng)新的腳步。#梅賽德斯-奔馳創(chuàng)新與未來科技系列內(nèi)容將為您獨(dú)家揭秘正在進(jìn)行研究的多項(xiàng)前沿科技,覆蓋駕駛、能效、智能、環(huán)保和綠色能源等多個(gè)議題,以期為消費(fèi)者、行業(yè)、社會(huì)和環(huán)境帶來真正有實(shí)際益處的“創(chuàng)新”,為未來出行的發(fā)展鋪平道路。