奥迪E-tron、蔚来ES8和Model 3三款电池的对标和比较

编者按
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中的内部特性;但是在性能、成组效率和成本三项关键要素上落后,恰恰这几项关键特性在整车给消费者体现的特性上不够重视。
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思考。
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中的内部特性;但是在性能、成组效率和成本三项关键要素上落后,恰恰这几项关键特性在整车给消费者体现的特性上不够重视。
图1 avl对e-tron和model 3电池设计的评分
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,所以这个model 后驱长程版本的容量偏小,以这个数据来看包含了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,这个设计在重量和成组效率考虑得太保守了。这个核心的差异,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
2、奥迪对电池的考虑
奥迪的做法其实是电池系统和整车分离的做法,所以如下图所示,在侧柱碰的时候,电池系统和模组距离车身的边缘距离分别为250mm和305mm,基本你怎么撞,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项实验,但是有一定的概率,模组会承受一定的挤压。
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,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 3mm的铝合金板来说,还是有挺大的差异的。
所以model 3在z方向,模组完成以后77mm,整体pack设计出来120mm;而etron,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是具有很多的高压连接,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
3、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、能耗和快速速度等几个核心特性展开的。
如果在几个关键特性上过分让位于工程考虑,整个设计相对就变得很平庸,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。

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