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奔驰的电池系统发展,从第一代eVito讲起

2020-05-14   点击量:312

在做电池和构建电池系统这件事情上,基本走了一条路只能往前走,要转方向就有点难。现在来看,奔驰的工程师走了一条特别的路,重要走的是包级并联的架构。这里的三条路:


1)先并后串:以特斯拉为代表,利用圆柱小电池的特性,在单个容量上新增获取高容量


2)先串成模组,模组并联之后再串联:这条路线试下来,可能走的人少了


3)先做成pack再并联:这条路其实在储能里面使用比较普遍,最大的特点就是其独立性,可以按照分立的支路去设计


1)第一代eVito奔驰的第1款纯电动汽车型为eVito,是2017年之前公布的,那时候奔驰手头上只有pHEV的电池系统,因此就地取材。重要使用了三个13.5kWh的pHEV电池进行并联,这台车的续航里程只有150公里


在这个商用车的方法里面,原有的pack就形成一个module,通过一个pDU进行并联操作就形成了一个方法


备注:这个时候,EQ系列应该还在开发阶段


由于实际的使用限制,在2018年亚马逊正购买100辆梅赛德斯-奔驰纯电动eVito车辆用来取代传统的汽油车运送包裹,后来自己投资了Rivian做货车了


2)第一代(第二款)eSprinter


在2018年的时候,奔驰更新和公布的电动汽车商务车eSprinter,今年开始生产,这个车的电池有两种配置41kWh和55kWh,对应的续航分别为115km和150km,这车基本沿用了之前的设计,55kWh的版本还可以新增一个pack,形成了四pack并联系统,反正可以塞进去,再加一个也无妨。我们可以看到这种以独立性的pack为单位,借用的方式,有局限性,但是也是启发了奔驰的工程师的设计思路,并联做过了很多的实验,也有相应的故障隔离策略


3)第二代EQV


在今年的法兰克福车展上,奔驰EQ系列的第二款量产车,奔驰纯电动EQV正式亮相。这款车也是在商务车MpV的基础上来打造,与EQ系列车型共享eATS动力总成,电动机最大功率150kW,极速为160km/h。续航方面续航里程提高到405km。这款车的电池系统,要比EQC的电池大一些,100kWh(90kWh可用)。


法兰克福车展上没有这款车的电池系统出现,由于和EQ系列同出一门,在布置上根据EQC电池的特点可以做一些推断


从空间上来看,可以把这块高的部分进行处理,往X的方向推展


从模组结构来看,还是保持之前的并联结构,由于要更多的电量,之前2p96S的模式,可以把串数进一步提高


我是这么初步做折算的,由于单个模组最小的是2p24S,所以新增以后变为了2p120S2p


这是两个计算的情况,因此假如按照最高电压来看,这台车的耐压可真不低,要考虑上限电压的问题


我们也可以仔细比较这一系列的发展,是建立在之前pack并联的考虑之上,然后一路可以实现比较好的控制模式,一定程度上实现FailOperation,通过两个支路隔离问题。从电流来看,也可以在现有的基础上实现350A左右的电流,算是比较好的大电流策略,往上可以进一步升级到500A左右,这个和tesla是殊途同归的,一个是在电芯层面分流,一个是在pack上分电流,不能让电流太大以至于里面的电连接撑不住。


小结:技术路线的问题,公司随着自己的选择,比较容易在一个支路上越走越深,一路选择软包为主的奔驰选择长模组设计,选择这个路线也是无可厚非的


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钜大特种电池工程研究院

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