e-tron、Model 3电池系统核心特性对比:暴露出传统阵营的局限性

http://www.auto-a.hc360.com2020年04月23日10:51 来源:第一电动网作者:朱玉龙T|T

  在AVL公司 Jon Caine的《Battery Update Development and testing》有关于奥迪e-tron、蔚来ES8和Model 3三款电池的对标和比较,里面有一些关键特性值得我们思考。

  正如下图所显示的那样,AVL认为:奥迪在运行的鲁棒性、安全性、工程设计需求、可制造性和可服务性都比较领先,这些特性都是传统车企非常看重的内部特性;但是在性能、成组效率和成本三项关键要素上落后。而恰恰是这几项关键特性,让整车体现给消费者的特性上显得不够重视。

  

  图1 AVL对e-tron和Model 3电池设计的评分

  PART 1 基本特性的对比

  AVL做的测试都是基于拆解下来的电池系统,所以作为样本的Model 3后驱长程版本的容量偏小。从数据来看包含了OBC和DCDC的Model 3电池包在重量和质量成组效率上都高了不少。目前质量成组率国内围绕大电芯的开发都开始往70%-80%进发,所以对于e-tron来说,它的电池设计在重量和成组效率方面考虑得太保守了。而核心的差异,还是成组的问题,e-tron的电芯,能量密度并不低,我们现在来看,基于390模组的设计,很难得到较高的成组率和系统能量密度。

  

  表1 参数的基本对比

  PART 2 奥迪对电池的考虑

  奥迪的做法其实是将电池系统和整车分离的做法,所以如下图所示,在侧柱碰实验的时候,电池系统和模组距离车身的边缘距离分别为250mm和305mm,基本怎么撞都有足够的溃缩空间可以保证模组不会在碰撞中变形。大众的这种设计,从e-tron开始,在保时捷Taycan、MEB甚至是后续的PPE上都是从一而终的。而Model 3的考虑,是把电池紧紧的“绑”在车上,距离边缘的距离是很有限的。基于一体化的考虑,使得Model 3在各项测试中也能通过各种标准,但是有一定的概率模组会承受不同程度的挤压。

  

  图2 从安全角度的考虑

  如下图所示,如果我们仔细看下托盘的结构,就能很仔细的看清楚Y方向边缘结构,电池部分像是装了铠甲,Model 3的电池系统都靠和整车配合,所以从这方面防护的角度,e-tron完全体现了德国工程师在碰撞安全上的工程考虑。在Z方向上面,电池模组下面,有2.7mm的水冷板,还有4mm的底部防护,因此在底部穿刺和底部防护方面,和Model 3的3mm铝合金板对比来看,还是有挺大差异的。所以Model 3在Z方向,模组完成以后77mm、整体Pack设计出来120mm;而e-tron这边,模组107mm,加上水冷板、底部防护和上面的间隙10mm设计,加起来要往135m-140m开外了。整包的高度也使得E-tron相对更高一些,整车的能耗目前来看不是特别尽如人意。

  

  图3 在Z向和Y向的差异

  这个设计的差异性,其实和在Y向侧边,e-tron是据有很多的高压连接,而且模组内电芯的连接也是在这个方向。Model 3主要的高压连接在Z方向。两个电池包实际在内部采用了大量的绝缘材料、结构胶。从单个模组来看,250Wh/kg左右的电芯能量密度出来的结果相似,但是模组的大小限制了e-tron整体的成组效率。

  

  图4 Model 3和e-tron模组设计的比较

  小结:

  这一轮电动汽车平台的比较,其实不仅仅是工程师定义的问题,还是关注于消费者体验的问题,核心是围绕续航里程、能耗和加速性能等几个核心特性展开的。如果在这几个关键特性上过分让位于工程考虑,整个电池系统设计就会变得相对平庸,很难让消费者买单,这是目前各个传统车企往电动汽车平台开发中最难规避的点。

责任编辑:庞小涵

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