相比自主车企,外资在新能源车领域一直节奏较慢,特别是一直垄断高端市场的德系“BBA”,前几年对电车的态度一直比较保守,以梅赛德斯-奔驰为例,在售EQ系列电车至今全系都是400V电气系统,动力、续航、补能各个层面都有点不够看。而从今年开始,随着全新CLA L将于今年三季度(预计9月份)上市,我们终于看到了这家百年车企在新技术开发的深厚底蕴。
●800V高压电气系统
首先是整车电气架构层面,相比于EA系列,这台CLA L只能算偏入门的电车产品,即便是专供中国的加长版也只有4763mm的车长,不过轴距达到了2830mm,超高轴长比证明这是一台源自MMA平台血统纯正的电车,而不是EQA、EQB那种“油改电”。
奔驰CLA L车辆铭牌
更重要的是,奔驰CLA L采用800V高压电气,包括电池、电机、电控的额定工作电压都为700V(全域高压),这在如今的高端国产车中已经是基本操作。不过在奔驰EQ系列中,即便是百万级的EQS、EQG,也都只是400V的电气系统。
奔驰EQS车辆铭牌
奔驰EQG车辆铭牌
而高电压带来的好处是不言而喻的,首先是电池充放电功率全面升级,既可以为整车提供更充足的动力输出,也能兼容更高功率的快充系统,同时,高压电气也能有效降低线路的电流热损耗,对整车能效表现也大有好处。
●双V永磁体转子&Hairpin绕组定子
在电机部分,奔驰CLA L也主打后桥电机驱动,200kW的最大功率在同类中谈不上有多突出,但也超过大多数2.0T发动机的动力水平,且得益于电机的工作特性,其在中低速工况的扭矩输出、动力响应都会比油车更好。
和国产同行一样,这台电机也是主打高效率的永磁同步电机,其中永磁转子采用双V形排列,且稀土含量很低(欧规版),而外圈的定子则采用Hairpin绕组(扁线电机)以提高槽满率,搭配SiC碳化硅逆变器,整机到轮端的综合效率达到93%,且工作噪音也更低。
和现在的国产同行一样,这套“EDU2.0”后桥电驱单元也采用高度集成化的设计,电机、两挡变速器、变频器、功率电子模块等高度集成在一个外壳中的电动驱动单元,这相比EQ系列的电车也是很大的进步。
●后桥双速电驱单元
比较有意思的是,奔驰CLA L这套后桥电驱单元还集成了两挡变速机构,一挡速比为11:1,在中低速场景有着更杰出的性能、效率以及更强牵引力(1.8t最高牵引负载);二挡为5:1,在高速场景可以将电机转速压低到高效区间,120km/h以上高速扭矩容量也更大,也更安静舒适。
我们都知道,目前大多数单挡后驱电车都是6s“破百”的性能,极速都在200km/h以内,而使用相同标准的电机,如果双速电驱的车子,不光低速性能更强,极速也能更轻松超过200km/h。而作为参考,特斯拉Model 3后电机减速比固定为9.1,很显然,这种单挡电机就很难兼顾到性能、效率、极速等多重指标。
从工信部曝光的新车申报信息来看,后驱版的CLA 300L能做到低至10.9kWh/100km的综合能耗,考虑到2020kg的整备质量,虽然极速依旧限制在200km/h(欧规标准版为210km/h),但其能效表现比特斯拉、比亚迪的同类产品都更出色。从这个角度来看的话,这台奔驰CLA L显然还有很大潜力可挖,这一点从同为双速电驱的保时捷Taycan就能看得出来。
●4C倍率三元锂电池
因为是专供中国的版本,这台CLA L也因地制宜使用宁德时代提供的三元锂电池组,容量为85kWh,电池的阳极由掺杂硅氧化物的石墨制成,相比传统石墨阳极,体积能量密度提高了高达20%,整包能量密度来到了680Wh/L。
得益于10.9kWh/100km超低的综合能耗,该车CLTC循环纯电续航里程866km。而作为对比,拥有差不多续航能力的小米SU7 Pro版(整备质量2090kg、CLTC 830km),其动力电池容量达到94.3kWh,综合能耗12.9kWh。而特斯拉Model 3后驱版虽然综合能耗也做到了11.2kWh/100km,但电池容量62.5kWh(磷酸铁锂),CLTC纯电续航634km。
另外该电池包也支持高压直流快充,最高充电功率为320kW,充电10min可增加325km的续航能力,大约是4C的充电倍率。对比比亚迪的兆瓦快充显然还不够看,不过已经是稳稳的一线水准。
●四挡高效能量回收
高压电气系统除了带来更强性能、能效、补能外,也允许三电系统能以更高发电功率进行能量回收,这和用电机给电池充电是相同的道理。
奔驰CLA L采用的是集成式制动系统,其中能量回收模块和物理刹车高效结合,有0挡滑行、标准回收、强力回收、智能回收四个挡位,在保证线性、高效、强力的制动效果同时,也能最大限度实现制动动能回收。
其中,强力回收模式最大可提供-3m/s²的加速度,电机最大发电功率可以达到和驱动一样的200kW。
●前桥可解耦电驱单元
除了CLA 300L后驱版外,该车后续还将提供前后双电机四驱型号可选,参考欧规版(CLA 350 4MATIC),该车额外在前桥配备了一台最大功率80kW的电机,这使得整车0-100km/h加速时间压缩到了4.9s。
前桥同样采用SiC碳化硅永磁同步电机,日常驾驶低负载工况电机并不工作,只在运动模式或地板油场景下会提供额外动力输出。而这也是目前同行为提高整车效率的常见做法。
不同的是,这套前桥电驱单元采用的可解耦设计,即电机并没有和前轮进行刚性硬连接,而是在减速器输出端加装了一套超越离合机构。当前桥电机不工作时,车轮不必带着电机空转,这能将前桥的机械损耗降低90%,从而提高整车综合能效。
目前这种方案在纯电汽车中并不场景,不过比亚迪汉L DM-i、长城哈弗猛龙Hi4这样的插混车确实有类似技术应用。
●写在最后:
相比奔驰EQ系列,这台CLA L确实向我们展示了梅赛德斯-奔驰作为百年车企强大的技术实力,这不光体现在油车领域,电车市场同样能实现技术成果的快速转化,特别是双速电驱、轮端解耦等创新技术应用,使得该车拥有了同级领先的能耗表现。如果非要挑刺儿的话,这台A级车达到2t级的整备质量确实有点偏高,在整车轻量化层面确实还有潜力可挖,北京奔驰目前的电车产线可能还没有成熟的大压铸设备,底盘悬架猜测也是以冲压钢板为主。