朱玉龙

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奔驰 AMG 的混动和纯电系统

环形隧道

2021-04-04

引言

前几日奔驰的高端运动品牌 AMG 发布了两条路线的动力总成,一方面在做 HEV(增重比较少),通过赛车动力总成的迁移打造完整的系统。一方面复用 EQS 的系统(纯电跑车的体验)来做纯电跑车,感觉在高端运动方向上,两者可能会同步发展。

图1 两条路线并举

混动系统概览

这套 AMG E Performance 插电式混合动力总成是由 M177 4.0T V8 或 M139 2.0T 直列 4 缸发动机两种发动机(发动机上配置了 P0 的启动系统),电驱动系统和电池组成。前者综合输出 600 kW,后者输出 480 kW,是想在综合特性上尽可能利用发动机的特性。

图 2 奔驰的混动系统

这套架构,采用简单的 P0P4 系统来进行,在后轴上采用了 2 速变速的驱动轴,综合输出 150 kW。

图 3 奔驰的后驱系统

有趣的地方,这里不清楚是否只采用一个电池,P0 的驱动系统和电涡轮都是基于 48Vi 同设计的,而后面搭载的电池是 48 V 的,按照实际的设计,可能采用了一个多电压输出轨的 400 V 到 48 V 和 12 V 的系统。 备注:这套系统增重了 200 kg,奔驰也可能加入一个小的 48 V 电池来应对启动发动机的需求

图 4 奔驰的 P0P4 混动系统

混动电池

这里比较有意思的是这个 6.1 kWh 的 89 kg 的高功率输出的电池系统,这是一套完全浸泡冷却的电池系统。按照 150 kW 的峰值输出功率的要求,这里有 25 C 左右的瞬时放电需求,稳态有 10 C 以上的放电需求,功率密度为 1.7 kW/kg。

图 5 奔驰的混动电池

这个电池有意思的是采用了高功率的 560 个圆柱电芯来做功率输出,电芯采用水平躺放的方式,从系统的两端做电池连接。下面这个图可以清晰的看到这里采用叠层方案,一共 8 层的圆柱的电池做成一个集成的大模组,然后往另外一个方向上延申 备注:这个有点像之前丰田做的中国版插电方案,也是采用了圆柱电池,当然这个电池的功率输出能力没这么高

图 6 混动电池的剖面图

上面这张图,是模组打开的示意图,比较清晰。下面这张图显示的这个混动电池的冷却泵放置在右边,并在包里集成了热交换器,结构上整体上用了轻量化的铸铝壳体。

图 7 混动冷却系统

小结:

我们能看到混动的发展路径,是尽可能兼容现有模块化下,把车辆的特性挖掘出来,由于有总的重量限制还有系统布置的限制,以后的混动系统会有一些挺特殊的电池出来,不太像 BEV 那样完全趋同的设计

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