說到如今的新能源汽車,大家會想到什麽?除了智能化和加速快之外,或許就是日益 " 失控 " 的體重了。
随着電池包容量的擴大,續航裏程的增加,新能源汽車的整車重量日益上漲,2 噸已經是 " 入門标準 ",有的高級車型甚至跨過了 3 噸的門檻,朝着 4 噸的高度邁進,恐怕已經越過部分普通橋梁的車重上限了。
就比如大名鼎鼎的仰望 U8,它的整備質量達到了 3.46 噸,讓它成爲一款需要繳納購置稅的新能源汽車。
難以控制下來的重量,會對電動車的各項性能帶來許多負面影響。比如明明是非常充裕的動力性能,卻有相當一部分被用作推動沉重的車體本身;這不僅導緻了動力的浪費,更會導緻能耗的飙升,導緻續航能力下降。
而針對這一新能源車的 " 最大短闆 ",法國的 Stellantis 集團表示他們正在努力開發全新的技術平台,目标是在 10 年内達到将旗下純電車型動力電池包的重量減半。
雖說法國車企的輕量化電池包還沒亮相,但他們的這一個研發目标也引起了這樣的思考:如今的電動車确實太重了,而電池無疑占據了相當大比例的重量,到底車企能用什麽辦法讓電池 " 減肥 " 呢?
經過一輪資料搜集,教授發現如今行業内有以下幾種電動車減重方案。
1:輕量化材料應用,簡單但有效
首先,大量采用輕量化材料是最簡單且有效的現行辦法。
除了目前常見的鋁合金材料之外,更大比例的碳纖維部件使用能在車身層面實現較明顯的減重效果,這是通用于燃油車與電動車的 " 老派手法 "。
不過,這個操作存在較明顯的局限性。
輕量化材料帶來的減重效果始終體現在車身結構層面,并不能優化占據大頭的電池包本體的重量,縱使使用了全碳纖維車身,一些純電超級跑車的整車重量也依然無法減低至 2 噸以下。
就比如國産超跑的新作,廣汽集團旗下的昊鉑 SSR,就采用了全碳纖維車身;但即便如此,其整車重量也達到了 2 噸左右。
即便是以輕量化著稱的路特斯,他們研發的千萬級超跑 EVIJA,在使用了碳纖維單體式車架這種高級貨的情況下,整車重量也達到了 1.68 噸。
此外,雖說如今碳纖維的制造工藝已相當成熟,但其成本依然是大幅高于鋁合金等常用金屬材料的。
在成本上漲的基礎上,整車售價當然也會随之提高,這對于銷售來說顯然不是好事情。
2:做大單體電芯,減少電芯數量
而要想從電池包的層面優化重量問題,目前較爲成熟的做法就是讓單體電芯的體積變大,從過往的大量圓柱形小電芯,整合爲更大的單體電芯,通過減少電芯單體的數量,降低整個電池包的重量。
比亞迪的刀片電池就擁有這樣的優勢,過往需要由數百個圓柱形電芯單體構成的電池包,如今隻需幾十塊刀片電芯即可實現同等的儲能性能。
暫且不談刀片電池同時帶來的碰撞安全優勢,僅就簡化的電池包結構本身,就能省下不少重量,通過輕量化使能耗表現得到提升。
不過,電芯外形尺寸的改變對重量的優化,主要還是體現在電芯封裝所需材料的減少;要想達到更好的減重效果,還得依靠全新的基礎架構。
3:電池車架二合一,簡化結構
這種被賦予厚望的架構,就是當前被普遍稱作 " 滑闆平台 " 的一體化電動車架構,這種結構設計的特征在于将電池包完全融入車架之中,電池包框架同時也是車架的核心結構。
這樣的新型設計不僅能夠讓車輛底盤實現高度模塊化,實現更高的通用性,更可大幅縮減核心結構的材料用量。
目前,電池包在絕大部分電動車身上仍采用獨立封裝的設計,因此電池包需要一套專屬的外殼對其進行保護;一旦一體化的電動車架構得到普及,車架本身就是電池包外殼,其中省去了大量的材料就能爲整車減重帶來幫助。
而這顯然也是 Stellantis 集團等車企的主要研發方向之一。
4:提升能量密度,尺寸緊湊自然輕
但是,電池技術本身的發展,才是解決電動車重量問題前景最光明的方案。
最具代表性的當然就是固态電池,這種電芯内部不含液體的新型電池采用固态電解質取代傳統锂電池中的電解液和隔膜,具有大幅提升電池能量密度的巨大優勢。
目前,普通锂離子電池的能量密度普遍不超過 150Wh/kg,這意味着 100kWh 的電池重量就達到驚人的 600kg 以上,再算上封裝材料與固定裝置等,單電池包本身就幾乎要 1 噸了。
要是采用固态電池,能量密度數據就能直接翻一番,輕松超過 300Wh/kg,甚至能夠做到 400Wh/kg。如此一來,100kWh 容量的電池包的重量就能直接減半至 300kg 左右。
當然,這些優勢看着讓人振奮,實際上每一家電池巨頭如今都在全固态電池的商業化層面遇到了難題,主要受制于當前超高的制造成本,使這種新技術電池暫無法推廣使用。
即使是蔚來大力推廣的固液混合 150kWh 電池包,如今也無法落實投放使用的确切時間。
由此看來,想要靠固态電池技術實現電動車的減重,還得等一段時間。
如果将電動車的重量控制到與當前燃油車相似的水平,純電動車的動力系統負擔将會大幅下降,車輛行駛時的能耗表現無疑也會更加出色,從而帶來續航能力方面的升級。
與此同時,重量的降低也必然會減少懸挂系統與輪胎的工作壓力,使得車輛研發與制造成本得到一定程度的下降。
由此可見,減重無論是采用哪一種方式,減重都是接下來電動汽車最重要的發展方向之一。
Stellantis 集團 " 爲電池包減重 50%" 的計劃,雖然還隻是一個口頭上的期望,但在這個中國車企與美國車企已經 " 領導 " 新能源汽車行業的時期,這種極具針對性的技術研發計劃,或許就是如今仍未完全進入電氣化階段的傳統車企們脫穎而出的機會。
假如 Stellantis 集團的目标真能實現,或許那時候真就是法系車複蘇的時候了。
那麽,對于身爲消費者的各位小夥伴,大家認爲現在的電動車重量離譜麽?你們認爲哪種輕量化路線最靠譜?