视焦点讯！奔驰VISION EQXX概念车低至8.3千瓦时/百公里的能耗，对电动车究竟意味着什么

今年不少企业在谈及新能源汽车竞争的变化时，一致的观点是上半场的竞争是电动化，而下半场是智能化。但即便是在电动化阶段，也远未到江湖确定的阶段。从目前来看，一些新势力鼓吹造车就像造手机，但实际上电动车的开发制造难度并不低，或者准确地说打造一辆优秀的电动车其实门槛很高。另一方面，新能源“豪华车”层出不穷，但无一不是堆料的方式，尽管价格越卖越贵，但总让人觉得豪是豪了，却并没有相应的气质。

奔驰于今年在中国带来了两款具有代表性的产品，一款是最近在国内国产上市的全新EQE，另一款是在年初发布的VISION EQXX概念车。后者也在近期首次造访中国，在奔驰10月举行的EQ科技日上进行了展示。这两车可以说是在EQS之后，全面展示了奔驰在全面电动化战略实行后的战略思考和路径选择。这些产品，也是电动车时代汽车发明者对上述疑问做出的最直接的回答。作为最知名的豪华车品牌，奔驰对豪华的理解显然不同于新兴的车企。梅赛德斯-奔驰这样描述他们对于未来电动时代的理解——“能效就是硬通货”。

在EQ科技日上，VISION EQXX概念车展示了“能效=硬通货”的概念。奔驰认为，能效意味着以高效的能源利用带来的低能耗，覆盖更长的续航里程；意味着以可再生资源的利用，提供豪华体验的同时减少对自然的影响；也意味着以先进的数字化技术与团队协作，从根本上缩短研发时间。拥有优异的能效，在未来就是硬实力的展现。尽管造电动车似乎门槛很低，但要提升能效难度极大。因而，在汽车企业中，对续航的提升基本是在改进电池容量这种简单的方式。

(资料图片)

而奔驰的方式是两头发力，在电池容量最大化的同时，电耗也降至最低。那么，我们来详细看奔驰应用在VISION EQXX概念车上的技术，并研究其究竟会为我们带来什么。

0.17Cd背后的极致努力

能效在目前的电动车中几乎是一个噩梦。以一款新势力的A00级小车为例，根据官方能耗数据为百公里耗电量11.6千瓦时，但媒体实测平均能耗为百公里15.8千瓦时起。而另一款新势力的B级轿车，在实测中综合最低能耗最终为14.3千瓦时/百公里，冬季甚至综合能耗27.2千瓦时/百公里。这种夸张的能耗使得其续航能力也大打折扣，最终只能继续堆电池提升续航。但奔驰这款VISION EQXX概念车（2,800毫米轴距）在实际驾驶中能耗却远低于这种A00小车。

奔驰在今年上半年进行了两次令人印象深刻的测试：2022年4月，VISION EQXX概念车从德国辛德芬根到法国卡西斯，全程平均时速87.4公里/小时，最高车速可达140公里/小时，历经高速公路、山路隧道等多重路况，穿越风雨湿滑、高低温差等复杂气候，仅一次充电而抵达时剩余140公里的续航里程，平均能耗低至8.7千瓦时/百公里。

如果说有幸运的嫌疑，那在2022年6月，VISION EQXX概念车再次进行挑战。工程师驾驶VISION EQXX概念车从奔驰总部斯图加特出发，开往英国银石赛道，完成了一次充电续航1202公里的真实路况挑战。这段路程中，平均百公里能耗为8.3千瓦时，比上次甚至更低。

10月，在上海举办的梅赛德斯-EQ科技日上，一位当时参与驾驶的德国奔驰工程师表示，这两次测试中并没有刻意谨慎地驾驶，而是采取了比较舒适的正常驾驶行为。这些工程师也饶有兴致地在上海世博文化馆周围进行了一次小测试，在时速30-40公里/小时之间，能耗控制在6.5千瓦时/百公里左右。

这个数字确实令人震惊，而要达成这个成绩，考验的是更综合的实力。就纯电动汽车而言，其动力电池的电能完全来自于外部充电，而能量的消耗主要包括能量转化损失、克服行驶阻力、附件以及机械摩擦等。实际上，令人意外的是，能耗中真正用来驱动车辆本身的能量是很少的，大部分都用来克服各种“阻力”。奔驰的工程师就VISION EQXX概念车在德国的两次实际路测的数据分析来看，在1202公里行驶中动力传动系统、电能损耗以及其他占比为18%；滚动阻力、重量及轮胎能效为20%；而车辆本身克服风阻占比高达62%。因而奔驰的第一步是降低风阻。

有数据显示，电动车风阻系数每降低0.01，车的续航将增加8公里。这意味着，提升电动车在行驶中的损害，需要从这几方面进行努力。在风阻系数上，VISION EQXX概念车的风阻系数为0.17Cd，在奔驰历史上，曾有许多将风阻做到极致的产品，比如1937年W125赛车(0.17Cd)，1970年的C111IIID(0.18Cd)，以及2015年梅赛德斯-奔驰IAA空气动力智能概念车(0.19Cd)，但是这些车要么是赛道款，要么是纯概念车，真正有量产可能的只有VISION EQXX概念车。要将风阻做到这个极致，奔驰做了很多努力。可谓是细节之处见真章。

比如一些车为了降低风阻系数，会取消后视镜、第二排座椅，将后轮胎直接封闭减少扰流，但VISION EQXX概念车没有这样做。VISION EQXX概念车本身就采用了水滴状的设计，整个车身拥有超平滑的外观设计。奔驰还在多处进行了风阻优化，进一步提升了其表现。

在车头部分，VISION EQXX概念车的车前盖上设有两个冷却系统的出气孔，与车头下方窄细的主动式进气格栅连通，可以优化散热气流。在日常行驶中主动式进气格栅是关闭的，传动系统通过布置在底盘上的散热板来散热，而在高散热需求时主动式进气格栅才会开启，利用气流为电机散热。这点后面会详细说明。

另外在前轮的后轮拱处增设了翼子板导流孔，减少紊乱气流。同时，VISION EQXX概念车配备奔驰和普利司通合作打造的超低滚动阻力和空气动力学优化的轮胎。这个轮胎设计比较特殊，是大尺寸、窄胎面的设计，20英寸的轮胎，胎面只有185毫米。此外，在胎纹上也进行了特殊的空气动力学处理。在轮毂罩上进行了空气动力学改造，通过封闭式轮毂罩与气帘以及翼子板结合，减少轮胎附近的紊流，进而减少了阻力。

在尾翼上，则与IAA空气动力智能概念车有所类似，通过一个环绕车尾的气流立体分离线和主动式双层扩散器，进一步增加流畅度。这个空气动力学主动式扩散器向下后方延展了200毫米。可以优化尾流，这使得整车的风阻系数降低了0.01。这个空气动力学扩散器兼顾设计的美感和空气动力学性能，同时保证了低速通过性，展示了奔驰在设计上的巧思和功力。后视镜进行空气动力学优化，A柱与风挡玻璃之间做到极致的平滑过渡。而目前在所有量产车中，风阻系数最低的依然是奔驰。风阻0.001的降低，整体的投入都是非常巨大的，这也是很少人选择这条路的原因。

小身材、大能量的电池

当然，不能仅仅依靠降低风阻系数来提升车辆的能效。前面说过电动车上每一度电的节约都来之不易。这是一个系统化的工程，针对能效提升，汽车工程师们还需进行车身轻量化、提升燃料的能量转换效率、提高传动系统的传递效率、提高电机和电池的效率等等。除了降低风阻，减重也是电动车实现能效提升的方式。由于电池庞大的重量，目前电动车比同级别油车往往增重了几百公斤。有研究表明，纯电动汽车整车重量降低10公斤，续驶里程可增加2.5公里。那么，奔驰是如何来让电动车瘦身的呢?

奔驰的工程师从自然界中获得了不少的灵感，并使用了大量的新材料。比如BIONEQXX™后底板铸件使用了铝制一体式铸造工艺，这是一块独立的、完整的铸件整体成型，没有焊点。这种奇特类似骨骼构造的部件，可以使车身后部的刚性得以大幅度提高，此外这还减少了物料的使用，达到减重的目的。简单来说，就是根据实际结构功能需求，在实际需要承载负荷的地方才使用材料，不需要的地方则留空，像骨骼一样。这一部件在保证极佳的结构强度的同时，重量则降达20%。

在一些关键的零部件上，奔驰也进行了更集成的设计。首先要解决的是电池的重量和容量，让小身材中注入大能量。VISION EQXX概念车的电池使用了无模组（Cell to Pack）方案，减少了连接线束，也由此减少了能量损耗和散热需要。其中，电池顶盖采用源自F1方程式赛车工艺的可持续碳纤维-甘蔗复合材料。这块电池通过高性能的电池与传动系统、高效电驱系统、高硅阳极电池技术等，达到了400瓦时/升的能量密度。这么说没有概念，可以看第一代刀片电池第一代产品的能量密度达到230瓦时/升，而预计2025年可以实现300瓦时/升。

而如果换算成能量质量密度，可能大家更为熟悉一点。VISION EQXX概念车的电池能量密度为202瓦时/千克。横向对比下，刀片电池目前为140瓦时/千克，2025年将达到180瓦时/千克；魔方电池为195瓦时/千克，还可根据不同电池材料进一步提升；麒麟电池是目前能量密度最高的电池系统，可达255瓦时/千克，整车续航超过1000公里，但需要到2023年开始上车。这可以看出其电池“小而强”的特点了。

由此，VISION EQXX概念车上这一块将近100千瓦时容量的电池，与EQS上那块容量相近，但电池体积仅有后者的一半，重量也轻了30%。另外，整个电池对外的功率电子组件则被整合到了电池上的一个OneBox里，这为安装和拆卸带来便利。从目前展示的设计上，可实现直流和交流充电，电压可达900V以上，充电15分钟可行驶300公里。而从重量来看，加上OneBox组件，完整功能的电池组重量仅为495千克。

在电芯到电池包的封装过程中，集成度非常高，并设有更优的冷却系统，因此整车的用车安全性很高，从另一层面体现出奔驰品牌的豪华理念。

95%的传动效率从何而来

在扩大电池的能量密度之后，接下来是提升能量的转化效率。作为核心的“三电”之一，更集成的电驱系统在VISION EQXX概念车提升能耗中也扮演了重要的角色。VISION EQXX概念车采用了一套高度集成的系统，奔驰特意使用了碳纤维材料的后轴与这个全新的电驱系统“打包”进行展示，而电机和逆变器集合在了一起。这套总输出180千瓦的动力系统经过梅赛德斯-AMG高性能动力系统有限公司的F1专家的研发，通过系统设计、材料选择、润滑和热管理来降低能耗和损失，最终其实现了95%的传动效率，也就是说系统将高达95%的电池能量最终直接传递给车轮，大幅度降低了损耗。

需要注意的是，这并不是单指电机的传动效率——毕竟电机效率有的企业声称做到97%的水平，而是电池能量最终直接传递给车轮的效率。而横向来看，特斯拉的Model 3/Y驱动系统效率为89%，比亚迪采用的八合一驱动系统官方介绍标注为90%以上。奔驰工程师表示，从电池到轮上的传统效率平均水平是80%左右。由此来看，奔驰的这一套系统可谓相当强大。有国内的汽车工程师表示，VISION EQXX概念车的电驱的碳纤维框架比较独特，这主要是为了实现极致的轻量化和降低簧下质量。另外，电机和逆变器角度经过特殊设计，提升了传动效率，减少了功耗。

VISION EQXX概念车的车内有两套电池系统，一套900V高压电池系统，一套是12V太阳能低压电池系统。这也是900V技术的首次应用（目前市面上主要是400V和800V高压平台）。而太阳能的低电压电子电气系统是VISION EQXX概念车的另一大创新之处。VISION EQXX在车顶设置了117个太阳能板可以为长途旅行储备相当于25公里的电量，这为空调、灯光、信息娱乐系统和其他辅助设备供电（低压系统）。在实测过程中，该电池提供了低电压系统50%的能量所需。工程师表示未来量产车型中或许会有两种太阳能储能电池系统，但目前概念车只有一套（低压12V电池系统）。

在降低能耗上，除了上述要素，低风阻系数的设计还带来了优秀的热管理。从电动车来看，其热管理策略和热管理回路设计不仅会影响能耗，而且都对电动汽车安全性、舒适性、零部件寿命、充电功率等多个方面都有直接影响。许多时候客户对热管理系统的期待都是间接的，既想要座舱内的舒适温度，又想要保护车内动力部件的安全，最重要的是还非常在意续航里程。这种既要、还要的想法其实也是研发热管理系统的主旋律。而奔驰在VISION EQXX概念车上做到了一种均衡的新境界。

利用空气动力学的热管理

接下来看热管理。奔驰在VISION EQXX概念车上实践了其“按需冷却”的热管理理念。其电力驱动装置的卓越效率意味着它只产生最小的废热，因此有助于使热管理系统保持精简的尺寸和重量。经过精心设计的空气遮断器、冷却液阀和水泵间的相互作用，确保由电力电子装置、电动机和变速器组成的电力驱动装置，以最低的能源成本保持最有效的温度平衡。而从技术上讲，该系统对创新的气流管理系统和冷却板进行了有机结合。这也是很少的利用空气动力学来进行热管理的企业。

借由外部气流的被动冷却和适时开启的主动冷却系统。在被动冷却上，奔驰将散热板安装在车身底面前部，流经车身底面的空气持续带走散热板上的热量，对电驱系统进行被动冷却。这是在正常情况下保持电力驱动装置冷却的最符合空气动力学的方法，得益于此，VISION EQXX概念车的续航可以提升2%，也就是增加约20公里的续航里程。

而在主动冷却上，前面提到了奔驰改变了VISION EQXX概念车的气流控制系统实现了可100%封闭的格栅，通过一个空气导管将气流从“引擎盖”上2个出风口最终导出。当主动进气格栅打开时，风阻系数仅增加0.007。如果车辆在静止时需要冷却，则会启动备用冷却风扇。通过这一套主动冷却，在炎热或者寒冷的环境下，智能气帘打开进气格栅，开启额外的空气导流通道。空气导流通道巧妙地连接位于车身前部的气流高压区与引擎盖定位的气流低压区，实现高效的热量管理与最小化的冷却阻力损失。

在VISION EQXX概念车上使用的多源热泵可吸收驱动系统和外部环境产生的热量，以保持座舱舒适。这一先进的能效技术能够显著提升电池在极寒地区的续航里程。具体来看，这个热泵从传动系统中回收废热，并拥有一个从周围环境中吸收热量的外部热交换器。这项新增的热泵功能增加了工作温度范围。此外，该功能还便于快速加热座舱，在较低温度下也十分有效。为了最大程度地收集每一份热量，热泵的冷凝器还会收集导热介质热化过程释放的热量。

官方在其6月份1202公里之旅中有提到座舱的能耗：此次全程行驶时长14.5小时，期间空调运行超过8小时，但对车辆总能耗影响可以忽略不计。这可以说是高级凡尔赛了。

最后一个环节是能量回收。VISION EQXX概念车能够从任何类型的坡度和制动中回收能量，有效提升续航里程。比如在4月份从德国辛德芬根到法国卡西斯的旅程中，累计回收能量达22.5千瓦时，相当于提供了超过250公里的续航里程；在6月份从德国斯图加特至英国银石赛道的旅程中，累计回收能量达16.6千瓦时，相当于提供了约200公里的续航里程。这个表现真的太恐怖了。

总结：考虑到传统车企一贯的保守，VISION EQXX概念车这一次充电续航1202公里绝对不是极限水平，平均百公里8.3千瓦时的能耗也不是最低能耗。而奔驰掀起的能耗大战，仅仅也是揭开了其在电动车时代技术积累的冰山一角。VISION EQXX概念车本身也非常接近于量产状态，其未来很多技术都会用在奔驰的下一代产品上，当这些强大的产品面世，必然带来重新定义一个时代的效果。