大众MEB平台引领电动汽车新时代
在将近45年之后,大众集团以其最重要的产品发布来开启21世纪20年代的篇章。与Golf尺寸类似的纯电动ID.3掀背车是在一个全新模块化平台上打造的首款车型(车型参数如表1所示),该平台被专门设计来开发采用电池动力的电动汽车。并通过设计来加强巩固来自大众、奥迪、西亚特以及斯柯达的轿车和商用车系列产品,其目标是到2025年为止,使基于新平台而开发的电动汽车销量为1 500万辆,到2030年,销量增长到全球销量的40%。
由沃尔夫斯堡的大众品牌工程师领导的模块化电动车平台(ModularElectric Drive Matrix)的开发工作于2016年开始。为了不被设计成具有多种传动系统的类型,从零开始的方法使平台被优化成一个类似甲壳虫的独立布置,使内饰空间最大化,同时许可不同车身类型采用柔性布置,MEB也引进了一个全新的电动架构,可永久地连接云端,并能进行空中下载(Over the air)更新,同时在消费者群体中进行推广。
大众品牌设计主管Klaus Bischoff提到,MEB为大众品牌提供了一个以新形象示人的机会。大众的开发团队处理了大量的数字模型和图纸,如何向大众进行表达其实是关键。当设置比例规模后,创意已经产生,然后就有可能去进行一项更清晰的、更纯粹、更现代化的设计。每一颗小螺丝钉,每一处细节,每个角落、外饰、内饰,侧边材料等等,均需尽可能实现精致简约。大众允许旗下品牌车型真正地从零开始来进行相关设计。
低电池价格
MEB平台的技术核心是一个可升级的锂离子电池包,其布置在座舱下面的2个车轴之间,且构成车身结构不可缺少的一部分。工程师对早期产品进行调查,并得出了折中方案,特别注意到e-Golf电池包通过采用复杂形状来适应车型平台,同时其也被设计为传统内燃机汽车。
MEB平台前概念设计负责人MarcoKonnemann对此解释到,大众将快速理清思路,并通过采用一种新方案,去呈现一个在较低的价格下,能实现升级的电池系统。从那时起,大众最大的挑战是将高压电池尽可能紧凑地集成在车身下。
在MEB平台中,平坦的电池包更易于集成,24个模组的布置具有类似巧克力块的特点,并可通过提高或降低容量来满足不同的客户需求。每个模组包含24个软包或方形电芯,并且与当地供应商相匹配,同时配备有一个具有较好空气动力学性能及防护性能的车底钣金件,以保护车体出现碰撞时不被压扁。通过位于通常燃油加注口处的联合充电系统CCS连接器,液冷式电池的直流充电功率可达125 kW。
传动系统的零部件也实现了模块化。2轮驱动车型的特征是在后轴横置单元中配备有1台电机、单速变速箱和逆变器。这个单元重达90 kg,能输出150 kW的最大功率和310 N•m的峰值扭矩输出,其形状尺寸较小,可装进一个运动包中,同时其位置能够使ID.3交出一个类似于UP城市轿车的最小转向圈。第2个电机能输出75 kW的最大功率,可以加载到前轴上以实现4轮驱动模式,该模式可布置在基于MEB平台的SUV上。驱动电机由大众自主生产,采用使用性能表现良好的铜线圈以填充定子中的所有空间,与绕组线圈相比,大众方面称前者能够增加扭矩和效率。
动力总成试验
在把工厂搬到生产量产车型的茨维考(Zwickau)之前,沃尔夫斯堡工厂从2018年5月即已开始进行试生产。一些400 ID.3车型将会与内燃机汽车一样以在不同环境中进行验证项目。不寻常的是,与ID.R跑车同时进行圈速纪录设置(lap recordsetting),如此能让工程师专注于量产版本的研究,以便逐步优化赛车的快速充电和再生制动技术。
大众品牌电动化出行首席技术官(CTO)FrankBekemeier博士提到,由电池驱动的车型,具有额外的特殊需求特征,例如给电池充电,或者传动系统的温度控制以及在极端条件下的内部特性。大众其他典型的开发目标包括电路性能、多次加速以及每天使用的合适续航里程。
但是,整车部门管理者Sven Kohler补充了一些较为独特的问题,在软件、电机和电池管理系统之间的相互影响是一个重要挑战,因此使车辆实现联网并不简单。目前还有一些其他的技术障碍,使车辆很难在短期内适应全新的冷却液。在特定情况下,例如冬季试验,对电池进行冷却和加热处理难度较高。
设置标准
虽然MEB平台架构开发进度很快,但其并非一个小项目。到2023年为止,大众集团在电气化项目上的累计投资将达到330亿美元,ID.3是在当时27款产品中的首款产品。
到2028年,大众公司的目标是在MEB平台上开发出70款轿车和商用车,并且这些车型预计将有2 200万的销量。重要的是,大众与LG化学、SKI、宁德时代和三星签订供应协议以满足短期的电芯需求,而且大众还计划由自己生产电芯。
大众集团同样意识到开发经济高效的电动汽车产品难度较高,所以其通过开发MEB平台以此让其他汽车制造商作为基础车型来使用。据说将会有助于其他制造商避开研发雷区,并且也会改善减少伙伴公司自主开发电动汽车成本的连锁反应的规模经济。
亚琛总部的e.GO Mobile集团正在使用MEB平台开发1款轻型运输机,同时福特已证实一款基于MEB平台的欧洲市场产品将在2023年发布,当前目标是每年销售10万台。大众第2个项目正在讨论中,Golf已制定了前轮驱动的规范,其主要竞争对手将亦步亦趋,紧随其后,而ID.3同样将成为一款具有深远影响力的车型。
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