未來近在咫尺 解讀奔馳EQXX概念車前沿科技

　　大自然是地球上最出色的輕量化“工程師”，梅賽德斯-奔馳的工程師從大自然的杰作中汲取靈感，并引入了一些橫向思維的外部專業(yè)知識做輔助，從而縮短了EQXX的開發(fā)周期這種受自然啟發(fā)，對先進(jìn)的可持續(xù)性材料和方法進(jìn)行智能化應(yīng)用的學(xué)科被稱為仿生工程學(xué)，并通過“仿生網(wǎng)格設(shè)計”的數(shù)字過程推動其發(fā)展。梅賽德斯-奔馳對仿生工程技術(shù)的應(yīng)用由來已久，最早可追溯到2005年研發(fā)的“仿生概念車”。

（2005年的奔馳Bionic概念車以一種海魚為設(shè)計靈感，極具個性和流線感，最終帶來Cd 0.19的風(fēng)阻系數(shù)。）

　　BIONEQXX是目前梅賽德斯-奔馳最大的鋁結(jié)構(gòu)鑄件，也是EQXX車尾的主要構(gòu)件，亦即尾窗。梅賽德斯-奔馳采用純數(shù)字化技術(shù)，并應(yīng)用汽車行業(yè)獨(dú)樹一幟的軟件方法完成內(nèi)部獨(dú)立開發(fā)。最終將鑄件裝入尺寸緊湊的車內(nèi)空間并達(dá)到了最佳功能效果。打造出這個可批量生產(chǎn)的一體式鑄件，團(tuán)隊僅耗時短短四個月。

（衡量結(jié)構(gòu)件最重要的標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到極高的剛度和出色的碰撞性能。BIONEQXX一體式鑄件的優(yōu)勢在于，能夠在一個極輕的單個組件內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能整合，而無需與多個部件相連接。）

　　BIONEQXX后窗鑄件的接口處是由3D打印機(jī)制作的UBQ片狀材料封閉的，一共42處的UBQ貼片皆經(jīng)過了幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，以達(dá)到極高的剛度和良好的隔音質(zhì)量。這些片狀材料插入BIONEQXX鑄件后，通過特殊的粘合工藝，使裝置可實(shí)現(xiàn)完全密封，防止水和污垢入侵。與傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的部件相比，這種創(chuàng)新的工程方法有望減輕15%到20%的部件重量。它是梅賽德斯-奔馳輕量化設(shè)計的里程碑之作，同時滿足了品牌對質(zhì)量的嚴(yán)苛要求。

BIONICAST是梅賽德斯-奔馳的注冊商標(biāo)，其產(chǎn)品是依照自然原理設(shè)計的結(jié)構(gòu)鑄件。除了BIONEQXX后窗鑄件外，VISION EQXX概念車采用的另一個BIONICAST組件是減振器圓拱，用于容納汽車前部的懸掛部件。

與BIONEQXX鑄件一樣，它顯著降低了重量，與傳統(tǒng)的沖壓圓頂相比，重量減輕了近4公斤。VISION EQXX概念車中，負(fù)責(zé)承載風(fēng)擋玻璃雨刷器和電機(jī)的支架同樣采用了仿生工程原理設(shè)計。這項開創(chuàng)性技術(shù)能夠?qū)⒅亓拷抵磷畹?，同時在極小的空間內(nèi)最大限度地發(fā)揮其功能，它的價值不可估量。該項技術(shù)已應(yīng)用于奔馳的量產(chǎn)車型。例如，全新EQS的底盤部件就依照此技術(shù)進(jìn)行了改良，通過增加剛度來減輕車身重量。

　　EQXX采用的MS1500超高強(qiáng)度馬氏體鋼是在梅賽德斯-奔馳白車身中的首次應(yīng)用。這種鋼材的超高強(qiáng)度能夠?qū)崿F(xiàn)重量的最小化，同時可在發(fā)生碰撞時為乘員提供出色的保護(hù)。

　　 另外，它的白車身是奔馳首批采用低碳扁鋼的工程之一，該扁鋼應(yīng)用100%的廢料，通過電弧爐技術(shù)生產(chǎn)。車門由CFRP（碳纖維強(qiáng)化塑料）、GFRP（玻璃纖維強(qiáng)化塑料）和強(qiáng)化鋁合金混合制成。這種設(shè)計不僅擁有重量優(yōu)勢，在發(fā)生碰撞時還能夠恰到好處地平衡剛度和延展性。同時，車門的下邊緣更采用新的聚酰胺泡沫進(jìn)行加強(qiáng)，進(jìn)一步優(yōu)化了側(cè)面碰撞時的能量吸收。

　　EQXX整體采用了輕量化設(shè)計思路。驅(qū)動裝置采用的鋁制制動盤相比碳纖維盤，減少了非簧載質(zhì)量。此外，與達(dá)姆施塔特大學(xué)的一家初創(chuàng)公司和萊茵金屬公司合作開發(fā)的創(chuàng)新型塑料板彈簧相較于傳統(tǒng)的螺旋彈簧，進(jìn)一步減輕了重量。

　　EQXX的電力驅(qū)動裝置是一個由電動機(jī)、變速器和電力電子設(shè)備（使用新一代碳化硅）組成的專用裝置。其電力電子裝置是基于即將發(fā)布的梅賽德斯-AMG Project ONE超級跑車中的裝置設(shè)計而成。其輸出功率約為150千瓦，其超高效的電動傳動系統(tǒng)（包括電池、電力驅(qū)動裝置、車輪等全部）賦予了這款出色的高續(xù)航車型更強(qiáng)的動力和耐力。

　　EQXX本身就是一件工程藝術(shù)品，而絕非僅僅是零件的堆砌。設(shè)計團(tuán)隊根據(jù)一系列明確且具體的目標(biāo)，著手打造這個集能效、能量密度和輕質(zhì)工程于一體的世界一流電動傳動系統(tǒng)。這款車型實(shí)現(xiàn)了95%的能效，這意味著高達(dá)95%的電池能量最終都將直接傳遞給車輪。相比之下，即使是最高效的內(nèi)燃機(jī)傳動系統(tǒng)也只能實(shí)現(xiàn)30%的能效，普通長跑運(yùn)動員也只有50%左右。

　　梅賽德斯-奔馳研發(fā)部門和梅賽德斯-AMG高性能動力系統(tǒng)有限公司攜手合作，重新設(shè)計了傳動系統(tǒng)，通過系統(tǒng)設(shè)計、材料選擇、潤滑和熱量管理來降低能耗和損失。

（EQXX后橋上的電機(jī)功率為150千瓦，采用單速減速箱設(shè)計，同時應(yīng)用了碳化硅SiC功率模塊，實(shí)現(xiàn)效率最大化）

　　梅賽德斯-奔馳與高性能動力系統(tǒng)有限公司并不是單純增加電池尺寸，而是專為EQXX開發(fā)了全新的電池組，實(shí)現(xiàn)了接近400Wh/L的驚人能量密度。這個數(shù)字使得EQXX的緊湊尺寸中能夠容納一個可用能量略低于100千瓦時的電池包。

　　電池設(shè)計的其他幾個方面也增加了其卓越的效率。例如，輕質(zhì)電池蓋由梅賽德斯-AMG高性能動力系統(tǒng)有限公司及梅賽德斯-奔馳大獎賽車隊的底盤合作伙伴共同設(shè)計而成。電池蓋采用獨(dú)特的可持續(xù)復(fù)合材料制成，這種材料取自甘蔗廢料，用碳纖維加固，與F1方程式賽車使用的材料相同。此外，電池還具有主動電池均衡功能，這意味著汽車在行駛時可從電池中均勻吸取能量，從而獲得更多續(xù)航里程。包括OneBox在內(nèi)，電池總重量約為495公斤。

（全新電池組采用類似Cell to Pack技術(shù)，把單體“粘”在地板上，實(shí)現(xiàn)了400Wh/L的驚人能量密度）

　　EQXX擁有先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)，在保留熱能的同時，顯著降低了冷卻阻力，而這兩者都有助于實(shí)現(xiàn)能效最大化。

　　這是如何做到的？梅賽德斯-奔馳的“按需冷卻”概念在EQXX上得到了進(jìn)一步的發(fā)展，而非僅僅根據(jù)常規(guī)情況實(shí)現(xiàn)最佳冷卻。電力驅(qū)動裝置的卓越效率意味著它只產(chǎn)生最小的廢熱，因此有助于使熱管理系統(tǒng)保持精簡的尺寸和重量。經(jīng)過精心設(shè)計的空氣遮斷器、冷卻液閥和水泵間的相互作用，確保由電力電子裝置、電動機(jī)和變速器組成的電力驅(qū)動裝置以最低的能源成本保持最有效的溫度平衡。從技術(shù)上講，該系統(tǒng)對創(chuàng)新的氣流管理系統(tǒng)和冷卻板進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。

　　冷卻板安裝于車輛底板，使其能夠利用沿EQXX底面流動的空氣進(jìn)行冷卻。這是在正常情況下保持電力驅(qū)動裝置冷卻的最符合空氣動力學(xué)的方法，可使車輛在最符合空氣動力學(xué)的模式下增加約20公里的續(xù)航里程。

　　只有在天氣炎熱或采用“活潑”駕駛風(fēng)格時，冷卻系統(tǒng)才會升檔。此時，EQXX前部默認(rèn)關(guān)閉的智能氣簾會在氣溫變熱時打開，并沿著空氣導(dǎo)管系統(tǒng)輸送冷卻空氣?？諝鈱?dǎo)管進(jìn)氣口巧妙地設(shè)置于前保險杠的最高壓力區(qū)，而出氣口則設(shè)置在發(fā)動機(jī)罩頂部的低壓力區(qū)。

　　這種“按需冷卻”方法的好處在于，當(dāng)遮板打開時，風(fēng)阻系數(shù)僅增加0.007。如果車輛在靜止時需要冷卻，則會啟動備用冷卻風(fēng)扇。

　　EQXX的創(chuàng)新型熱泵可吸收驅(qū)動系統(tǒng)和外部環(huán)境產(chǎn)生的熱量，以保持座艙舒適。這一先進(jìn)的能效技術(shù)能夠顯著提升電池在極寒地區(qū)的續(xù)航里程。

　　這種多源熱泵從傳動系統(tǒng)中回收廢熱，并擁有一個從周圍環(huán)境中吸收熱量的外部熱交換器。這項新增的熱泵功能增加了工作溫度范圍。此外，該功能還便于快速加熱座艙，在較低溫度下也十分有效。為了最大程度地收集每一份熱量，熱泵在為環(huán)境空氣除濕時還采用了“蒸發(fā)焓”技術(shù)。焓是當(dāng)空氣中的水蒸氣從氣態(tài)變成液態(tài)時，以熱量形式釋放的勢能。

　　為EQXX諸多輔助設(shè)備供電的電力系統(tǒng)，是從車頂?shù)?17個太陽能電池中獲取額外的能量。這項技術(shù)是由梅賽德斯-奔馳與弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所——歐洲最大的太陽能研究機(jī)構(gòu)合作開發(fā)的。減少對高電壓系統(tǒng)的能量消耗，最終結(jié)果就是里程的增加。在單日和理想條件下，該系統(tǒng)能為長途旅行里程增加25公里。

　　值得一提的是，自今年初全球首發(fā)以來，EQXX概念車已在歐洲多地完成實(shí)際道路的能效測試。今年4月，VISION EQXX從德國辛德芬根出發(fā)到法國卡西斯，經(jīng)過11小時32分鐘的長途跋涉完成1008公里的公路旅行，還尚存約140公里的續(xù)航里程，平均電耗為8.7kWh/100km。平均速度87.4km/h，在高速上行駛巡航速度為140km/h，中間包括高速公路、山路隧道等多種路況。

　　6月份，EQXX再次以單次充電，成功挑戰(zhàn)從斯圖加特至英國銀石賽道的長途之旅。在長達(dá)1,202公里的真實(shí)交通中，面對擁堵路況與夏季高溫天氣，VISION EQXX概念車以平均百公里8.3千瓦時的超低能耗，再次刷新自我能效紀(jì)錄，

　　據(jù)悉，在未來的奔馳量產(chǎn)車?yán)锩?，這款概念車上不少先進(jìn)技術(shù)也會陸續(xù)搭載，比起奔馳量產(chǎn)純電車，EQXX概念車更具顛覆性、也更加令人興奮。和常見那些天馬行空、遙遙無期的概念車不同，奔馳早已經(jīng)把即將量產(chǎn)的技術(shù)展示到出來，體現(xiàn)了百年造車的深厚功力，將來會有哪些奔馳車?yán)^承EQXX概念車的衣缽？實(shí)在令人相當(dāng)期待。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 楊嘉臻）