此前，奔馳在Innovations&FutureTechnologies2024活動(dòng)上，展示了一款驅(qū)制一體化電驅(qū)系統(tǒng)，其是通過(guò)電機(jī)和傳動(dòng)箱兩側(cè)的固定制動(dòng)盤擠壓制動(dòng)片實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。簡(jiǎn)單的理解就是把剎車系統(tǒng)“藏”進(jìn)電機(jī)里，用電機(jī)內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)剎車片，讓電動(dòng)車剎車更高效、更安靜，還能提升續(xù)航！
傳統(tǒng)汽車制動(dòng)器分為盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器兩大類。盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器都是摩擦制動(dòng)，是由摩擦塊與制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓之間的摩擦來(lái)降低車速并最終停止，靠摩擦減速，會(huì)磨損、產(chǎn)生噪音和粉塵。
盤式剎車與鼓式剎車
而奔馳的這款in-drive電驅(qū)系統(tǒng)雖然也是摩擦制動(dòng)，但是制動(dòng)器件卻不在車輪里，其是在電機(jī)和傳動(dòng)箱兩側(cè)安裝固定制動(dòng)盤，中間夾著一個(gè)與傳動(dòng)軸相連的旋轉(zhuǎn)雙面制動(dòng)片。剎車時(shí)，固定盤擠壓旋轉(zhuǎn)片，通過(guò)摩擦減速，類似用電機(jī)內(nèi)部零件當(dāng)剎車片。
這樣的設(shè)計(jì)可使簧下質(zhì)量減少15%，把剎車部件從車輪移到電機(jī)附近，車輪更輕，操控更靈活，顛簸感減少。而且還無(wú)需傳統(tǒng)剎車散熱，這樣就可設(shè)計(jì)成全封閉式車輪，降低風(fēng)阻，空氣動(dòng)力學(xué)效率可提升8%。
當(dāng)然技術(shù)挑戰(zhàn)也不小，極端情況下如高速急剎，in-drive會(huì)產(chǎn)生高溫，需通過(guò)冷卻液散熱，一般情況是讓冷卻液流經(jīng)電驅(qū)系統(tǒng)中的制動(dòng)盤，對(duì)其進(jìn)行冷卻。理想情況下，制動(dòng)器與電機(jī)和電池共用同一個(gè)冷卻回路。液冷的話就需要長(zhǎng)期保持密封可靠性。而且這種集成冷卻還存在一定的溫度沖突，電機(jī)最佳溫度約82℃，電池最佳溫度16-29℃，共享冷卻系統(tǒng)可能導(dǎo)致電池“過(guò)涼”或電機(jī)“過(guò)熱”，奔馳仍在實(shí)驗(yàn)室解決。此外，用戶對(duì)無(wú)傳統(tǒng)剎車的接受度仍存在疑慮，需通過(guò)實(shí)際路測(cè)數(shù)據(jù)建立信任。奔馳是計(jì)劃啟動(dòng)透明工廠體驗(yàn)計(jì)劃，向消費(fèi)者開(kāi)放制動(dòng)系統(tǒng)拆解演示。
該方案如果可行的話，其全生命周期維護(hù)成本可下降70%，可適配L4以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)線控制動(dòng)的極致可靠性需求。目前in-drive電驅(qū)系統(tǒng)尚未量產(chǎn)，也未進(jìn)行實(shí)車道路測(cè)試，技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)室階段。但未來(lái)若普及，電動(dòng)車剎車將更高效、更安靜，規(guī)模化生產(chǎn)后成本也有望降至傳統(tǒng)剎車水平。目前奔馳已與供應(yīng)商合作開(kāi)發(fā)定制化水冷模塊，預(yù)計(jì)2027年可實(shí)現(xiàn)成本parity。
01.分布式能源管理架構(gòu)
此外，奔馳在電池管理上也有新的突破，其核心在于將可編程微型轉(zhuǎn)換器直接集成于電池單元層面，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)電池模組的獨(dú)立控制與動(dòng)態(tài)通信。可以簡(jiǎn)單的理解是給每個(gè)電池模組單元配備了微型DC-DC轉(zhuǎn)換器，可獨(dú)立調(diào)節(jié)電壓和電流，突破傳統(tǒng)串聯(lián)電池組的固定電壓限制。
這一技術(shù)也突破了傳統(tǒng)逆變器系統(tǒng)的限制，使電池組可靈活配置任意數(shù)量的電池單元，通過(guò)智能調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)恒定800V高壓輸出，徹底擺脫串聯(lián)電池?cái)?shù)量對(duì)電壓的依賴，從而在提升續(xù)航里程、優(yōu)化雙向充放電能量流的同時(shí)，為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供更高的模塊化自由度。
而且這個(gè)微型轉(zhuǎn)換器作為標(biāo)準(zhǔn)化部件，不僅能減少電氣元件的生產(chǎn)變體，還可通過(guò)軟件更新靈活適配技術(shù)迭代（也能OTA升級(jí)），其高度集成化設(shè)計(jì)更是將多種電力電子功能融入電池本體，在大幅提升空間利用率的同時(shí)，為電動(dòng)車布局設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造帶來(lái)革命性的優(yōu)化潛力。
02.給車披上光羽之裳
除了驅(qū)制一體電驅(qū)和CellBalancer單元級(jí)智能控制技術(shù)，奔馳還有一項(xiàng)前瞻設(shè)計(jì)也比較有意思是一款超薄光電涂層叫SolarSkin，可以理解其為一種太陽(yáng)能涂層，這款涂層極薄，厚度僅為0.0002英寸（0.005毫米），每平方英尺重0.11盎司（3.1克），在整個(gè)車身上涂抹這種超薄光電涂層，就可產(chǎn)生電能，而且不留痕跡。這些電能直接用于驅(qū)動(dòng)車輛，或在車輛靜止時(shí)儲(chǔ)存到電池中。轉(zhuǎn)化效率高達(dá)20%，與市售太陽(yáng)能電池板相當(dāng)。
具了解一輛涂層面積11平方米的中型SUV每年所發(fā)的電，可支持行駛約12000公里。但實(shí)際發(fā)電量受遮蔭程度、陽(yáng)光強(qiáng)度和地理位置等因素影響，在德國(guó)測(cè)試，52公里行程中有62%由太陽(yáng)能提供動(dòng)力，在洛杉磯則基本能全靠太陽(yáng)能出行。該技術(shù)還可應(yīng)用于建筑物外立面，將屋頂或墻面變?yōu)槟芰渴占到y(tǒng)。
當(dāng)然目前看來(lái)離實(shí)際應(yīng)用還是有點(diǎn)遙遠(yuǎn)的，而且這種技術(shù)也不單是奔馳一家有這個(gè)想法，荷蘭Lightyear公司的光年0是全球首款量產(chǎn)的太陽(yáng)能電動(dòng)車，車頂和引擎蓋裝有5平方米雙曲面太陽(yáng)能電池板，車內(nèi)有60千瓦時(shí)電池組。理想日照下，太陽(yáng)能板每天最高可提供64公里續(xù)航里程。但該車售價(jià)高達(dá)25萬(wàn)歐元（約合184萬(wàn)元人民幣），僅量產(chǎn)十幾輛后公司就宣布破產(chǎn)。
豐田的bZ4X頂配版額外花2萬(wàn)元也可選裝太陽(yáng)能充電車頂。每年吸收光能可行駛約1750公里，平均每天增加約4.8公里續(xù)航。按一般城市用車1萬(wàn)公里/年計(jì)算，約20%的電可由太陽(yáng)能提供。小鵬P5的高配車型也可選裝太陽(yáng)能車頂，最大發(fā)電功率約62W，產(chǎn)生一度電需16小時(shí)。特斯拉Cybertruck車后頂安裝光伏板為電池補(bǔ)能，理想光照下一天可增加24公里續(xù)航里程。
整體來(lái)看，其實(shí)奔馳的這些革新技術(shù)都是具備一定的可行性，不完全是PPT階段，In-Drive系統(tǒng)確實(shí)可以代表電動(dòng)車制動(dòng)技術(shù)的革新方向，若奔馳能在3年內(nèi)解決散熱和成本問(wèn)題，該系統(tǒng)有望成為高端電動(dòng)車的技術(shù)護(hù)城河，CellBalancer電池管理的可靠性做好也可以成為下一代電動(dòng)車平臺(tái)的標(biāo)配。