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2022 梅赛德斯-奔驰 EQXX:重塑电动汽车

  “Vision EQXX 是我们想象电动汽车未来的方式,”梅赛德斯-奔驰董事长 Ola Källenius 说。“这凸显了我们整个公司的发展方向:我们将打造世界上最令人向往的电动汽车。”

  这是相当多的使命宣言,特别是对于 120 多年前有效地为现代内燃机汽车建立模板的汽车制造商而言。

  简而言之,Vision EQXX 代表了梅赛德斯-奔驰深刻的智力和技术拐点。作为探索电动汽车效率、连接性和生产可行性的外部限制的全功能原型,EQXX 展示了当汽车行业的一个支柱将其庞大的研发资源完全转向考虑设计和设计更好的电动汽车时的可能性.

  这辆梅赛德斯让特斯拉、Lucid、法拉第未来、尼古拉等电动汽车初创公司受到了过度炒作、估值过高的关注。

  原因如下:Vision EQXX 的设计和设计旨在为容量略低于 100kWh 的电池充电一次即可行驶 1000 多公里,略低于为三尖星电动旗舰梅赛德斯-EQ 供电的电池的电量情商。

  简单来说,Vision EQXX 的能效比 EQS 450+(780 公里行驶里程,108 千瓦时电池)高 39%,甚至比最节俭的特斯拉基础型 Model 3(491 公里行驶里程,60 千瓦时电池)高 21%。

  这辆梅赛德斯改变了围绕电动汽车的话题,从今天几乎完全关注行驶里程作为电池容量的函数,转变为车辆效率整体方法的函数。梅赛德斯-AMG 高性能动力系统 (HPP) 的高级技术总监 Adam Allsopp 表示,这种方法有很好的实际原因:“实际上,我们将 EQS 的能量融入了紧凑型汽车的车辆尺寸中。”

  那个长尾巴很容易欺骗:Vision EQXX 确实是一款紧凑型汽车。它的 2800 毫米轴距比特斯拉 Model 3 短 76 毫米,正好介于当前的 A 级和 C 级轿车之间。相比之下,EQS 的轴距为 3210 毫米。

  HPP 在其位于英国布里克斯沃思的工厂设计和制造极其复杂且高效的梅赛德斯一级方程式混合动力系统,致力于研究 EQXX 动力传动系统的每个元素,以减少能源消耗和损失。HPP 还设计了 EQXX 的电源逆变器,电子单元与 HPP 为梅赛德斯-AMG Project ONE 超级跑车开发的相同。

  为了减小尺寸和重量,EQXX 的电池摒弃了将电池装入单独封闭模块的传统方法,并采用了由碳纤维增强的甘蔗废料制成的轻质顶盖 - 一级方程式中使用的材料技术。在495kg时,电池的能量密度超过200Wh/kg。

  梅赛德斯表示,这种高能量密度部分来自阳极的化学性质,阳极具有更高的硅含量和先进的成分,这意味着它们比常用的阳极可以容纳更多的能量。电池还具有主动电池平衡功能,这意味着从所有电池均匀地汲取电力。EQXX 系统的电压非常高——超过 900V,远高于 400V 的行业标准,甚至高于保时捷 Taycan 使用的 800V。

  电池仅通过汽车下方的气流被动冷却。这有多实用?“我们想找出答案,”EQXX 动力系统工程师 Tim Wölfel 说道,他坚定地强调了 EQXX 是一个正确的工作概念,而不是车展上的糖果。

  “我们的想法是,每个电池单元都会自行加热,如果我们对电池单元有充分的了解,我们就可以控制电池单元的温度。大量资源正在投入其中。我们必须找出最佳充电状态。”

  Vision EQXX 由安装在汽车后部并驱动后轮的单个 150kW 电动机提供动力。电动马达基于目前为紧凑型 EQA 舱门和新推出的 EQB SUV 提供动力的 eATS 装置,但在 HPP 工程师的帮助下对其进行了广泛改造。“赛车手们计算每一焦耳的能量,”沃尔费尔说,他指出 EQXX 的传动系统效率高达 95%。

  梅赛德斯空气动力学专家表示,电动汽车电池中储存的能量中有 62% 将在平均长途驾驶中通过空气推动它被消耗掉。这个简单的统计数据是 EQXX 阻力系数仅为 0.18 的原因。

  在侧面和平面图中,EQXX 具有经典的泪珠形状,如通用汽车开创性的 EV1 和大众汽车 XL1 hypermiler 等极端防风骗子。这两款车都被 EQXX 工程师引用,还有梅赛德斯自己的 1938 年 540K Streamliner、1970 年代的概念 CIII 和在 2015 年法兰克福车展上亮相的概念车 IAA,所有这些车的阻力系数都为 0.19 或 0.18。为了获得这种形状,后轮距比前轮窄 50 毫米,机舱在汽车性感的臀部上方急剧变细。

  在前面,如果需要,百叶窗系统将打开以允许空气通过电动机的冷却板。空气也被引导到前轮周围以形成空气幕,并有助于保持气流附着在汽车侧面以减少阻力。长尾翼有助于减少汽车尾流中浪费的湍流,主动式后扩散器可自动降低并以 60 至 70 公里/小时的速度延伸,以帮助保持来自汽车下方的空气速度与从侧面和顶部流出的空气速度相同.

  EQXX 的车身由超高强度钢制成,可在发生碰撞时提高乘员保护。门由碳纤维和玻璃纤维增强塑料与铝增强材料混合制成。新的聚酰胺泡沫加强了车门的下边缘,并优化了侧面碰撞时的能量吸收。屋顶覆盖着太阳能电池板。

  EQXX 结构的一些最具创新性的部分是您看不到的东西,例如从后地板延伸的大型铸铝部件,为后悬架和电动机提供安装点并形成内部后轮井。

  这种铸件是使用一种称为 Bionicast 的专利工艺制成的,该工艺创造了一种模仿自然生物体的载荷和强度路径的结构,将多余的材料减少到最低限度。因此,零件上没有一条直线或平面。

  Bionicast 工艺已用于在 EQS 上创建前减震顶部安装座,从不需要保持结构完整性的任何地方去除材料,这意味着 EQXX 的轮舱内部元件充满大孔。

  为了填充它们,梅赛德斯使用了一种由以色列初创公司 UBQ Materials 开发的可持续塑料替代品,该替代品由典型的垃圾填埋场垃圾制成,例如;食物和花园垃圾,以及混合塑料、纸板甚至一次性尿布。根据梅赛德斯的说法,Bionicast 工艺和 UBQ 补丁的结合可以将大型结构铸件的重量减轻 15% 到 20%

  电动汽车,即使是像保时捷的 Taycan Turbo S 这样的高性能汽车,通常也不用力刹车,因为很多制动都是使用再生完成的。因此,EQXX 配备了带涂层的铝制制动盘,而不是钢或碳复合材料单元。铝制转子比传统的钢制转子节省 13 公斤,并且比碳复合材料转子的制造成本低得多。

  其他创新的减重技巧包括使用玻璃纤维增强塑料 (FRP) 后弹簧。然而,与 1984 年至 2019 年雪佛兰 Corvettes 上使用的简单 FRP 叶片不同,EQXX 弹簧看起来像折叠成蛇形的 100 毫米宽、13 毫米厚的塑料条。与德国供应商 Rheinmetall Automotive 合作开发的这些奇怪的零件据说比传统的螺旋弹簧轻得多。

  EQXX 造型精美的齐平轮罩后面是超轻的 20 英寸锻造镁合金轮毂。它们配备了专门开发的普利司通 Turanza 轮胎,这些轮胎同样轻巧且具有超低滚动阻力。

  梅赛德斯-奔驰表示,所有这些对细节的关注使 EQXX 的整体质量保持在 1750 公斤左右。相比之下,这仅比基本单电机特斯拉 Model 3 多 138 公斤,后者的电池容量约为 60%,两次充电之间的行驶距离不到一半,比单电机梅赛德斯-EQ EQS 450 轻 730 公斤+。

  一旦您在空气动力学、动力系统优化和减轻重量方面轻松获胜,效率问题就在细节中。EQXX 充满了巧妙的技术和功能,旨在帮助汽车从消耗的每一焦耳能量中获得最大的性能。

  EQXX 车顶上的 117 个太阳能电池板馈入一个 12V 系统,该系统为汽车的许多辅助设备供电。梅赛德斯说,天气好的时候,该系统将降低 900V 系统的消耗,足以在该范围内提供 25 公里的颠簸。

  汽车周围的传感器监控气流,因此 EQXX 可以计算风向变化对能源消耗的正面或负面影响。将所有这些数据与详细的地形和交通信息相结合,EQXX 将不断计算和显示可提供最大效率的速度。

  在 A 柱之间延伸的 8k 曲面屏幕充分利用了 EQXX 由游戏引擎驱动的清晰闪亮的图形,包括实时 3D 导航显示。mini-LED 背光屏幕具有 3000 多个局部调光区域,这意味着它仅在屏幕的特定部分被使用时消耗电力。EQXX 具有传统的外部后视镜,因为工程师得出结论,像奥迪 E-Tron 上使用的摄像头系统会消耗太多能量。

  精美的 EQXX 内饰的某些部分,例如方向盘和档位选择、雨刷和指示灯杆,均来自现有的梅赛德斯量产车。其他一切都是定制的,几乎所有的一切都包裹在尖端的环保材料中。例如,织物、皮革和地毯由植物性有机材料或再生塑料制成。

  门把手由经过素食认证的生物纤维制成。座椅采用无动物皮革装饰,由粉碎的仙人掌纤维与生物基聚氨酯制成。座垫细节覆盖在由菌丝体制成的纯素皮革替代品中,菌丝体是蘑菇的地下根状结构。

  地板地毯由 100% 的竹纤维制成。回收的 PET 瓶用于闪闪发光的纺织品,以增强地板面积和门饰,而由 38% 回收 PET 制成的人造绒面革被用来创造环绕效果,将一体式屏幕的上边缘与门和顶篷。

  对能源效率的不懈追求一直延伸到汽车的电子大脑处理信息的方式。EQXX 具有与加州人工智能开发商 BrainChip 合作开发的神经形态计算机网络。

  神经形态计算是一种信息处理形式,其中硬件运行所谓的尖峰神经网络。这些人工神经网络模仿自然神经网络,仅在达到特定阈值时触发。梅赛德斯表示,该系统显着降低了能耗。一个小例子:EQXX 中的“嘿梅赛德斯”语音控制系统的效率是当前梅赛德斯量产汽车的五到十倍。

  梅赛德斯承认,虽然神经拟态计算仍处于起步阶段,但表示类似的系统将在几年内用于各种消费产品。当在整个电动汽车中大规模应用时,该技术有可能显着减少运行人工智能技术所需的能源,这将有助于控制未来的电动汽车。

  梅赛德斯-奔驰 Vision EQXX 可能是一个概念,但塑造它的想法和过程植根于生产现实。“Vision EQXX 背后的技术计划将定义并支持未来的梅赛德斯-奔驰车型和功能,”梅赛德斯-奔驰董事会成员兼首席技术官 Markus Schäfer 坚持说。“而且我们开发它的方式与车辆本身一样具有革命性。”

  的确。全新的数字化设计和工程流程见证了 EQXX 在短短 18 个月内从创意到道路准备就绪,汇集了公司一级方程式和电动方程式赛车工程组、其研究部门和原型专家以及生产开发团队的专业知识.

  梅赛德斯-奔驰发明了汽车。现在它的目标是重新发明电动汽车。因此,Vision EQXX 很可能被证明是 21 世纪初最重要的概念车之一。

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