【奧迪新聞】奧迪e-tron量產版8月亮相，電池+充電“技術彩蛋”全揭秘
近日，我們從相關渠道獲悉，奧迪e-tron將在8月30日舉辦奧迪高峰會上正式亮相。
作為奧迪產品陣容中首款量產純電動SUV，e-tron的亮相可謂正式開啟了奧迪的純電動產品戰略。根據奧迪的規劃，截止到2022年，奧迪將在中國市場投放10款純電動車型，到2025年奧迪在全球范圍內每4輛車就有一輛是純電動車。
奧迪e-tron純電動
其實，早在2015年，奧迪就發布了e-tron quattro概念車，公布的續航里程數也與e-tron prototype相似。在這幾年時間里，奧迪為了e-tron的量產，則是在解決純電動車的兩個核心問題：電池與充電。
那么，奧迪e-tron的電池結構與充電配套究竟是怎樣的?
電池：36個模組，風冷+液冷
在進行電池設計時，主要有三方面考量：續航里程、電池熱管理以及安全設計。
離開使用場景談續航里程，對純電動車來說多少都有些不公平。對于奧迪e-tron prototype來說，作為一輛SUV，顯然定位不是日常通勤使用，因而奧迪的工程師將其續航里程定在了400公里(WLTP工況)。這個數字基本上與傳統內燃機車保持在同一水平，在兩小時車程距離的兩地之間進行往返，問題不大。剩下的就要交給充電基礎設施來解決了。
95kWh的電池組
電池組結構圖
從上面的圖可以看到，與大多數純電動車型一樣，奧迪選擇了將電池平鋪在車輛下方的布置方式。為了滿足400公里續航里程，奧迪使用了36個電池模組(每個模組由12個60Ah的電芯組成，電池組功率95kWh)，其中五個電池模組放到了第二層，安置在了車輛后排座椅的下方。
但是，我們都知道，電池最大的敵人在于氣候條件。空調的使用，以及寒冷環境對電池的影響都會給續航帶來影響。因而，在熱管理上，奧迪的工程師們費了許多心思。
首先是冷卻系統，為了讓電池保持在一個合適的溫度范圍內(奧迪的設定是25-35攝氏度)，奧迪為電池組準備了風冷與液冷兩種不同的冷卻方式，根據使用情況的不同，會采用不同的冷卻循環。
交流充電時，外部電源通過高壓充電器與電池相連，在這里高壓充電器是主要熱量來源，因而奧迪為充電器配備了水冷系統。
與交流充電不同，直流充電時外部電源直接與電池相連，因而此時電池是需要降溫的主要對象。奧迪將冷卻管道平鋪在電池模塊下方，通過填縫劑、導熱凝膠等來幫助電池散熱。
這是在車輛運行時的冷卻循環模式。電池管理控制單元會根據電池的當前溫度情況，選擇使用風冷或者冷卻裝置來進行冷卻。因為風冷的存在，可以看到e-tron prototype上依然保留了進氣格柵，在不需要的時候，可以將進氣格柵關閉。
可以自由開閉的進氣格柵
針對冬天氣溫低的狀態，會通過電動機運轉產生的余熱來給電池加熱，來減少電量的損耗。而且，為了減少冬天使用空調時能量的損耗，奧迪使用了熱泵系統。在熱泵系統中，壓縮機將冷卻媒介從氣態壓縮成液態，并將壓縮過程中產生的熱量作為空調制暖的能量來源。
上面提到，奧迪沒有將冷卻系統的管道設計在電池模組之間，而是同樣選擇了放在電池模塊的下方，類似于三明治的結構，這一點與大部分廠商的選擇有所不同。奧迪工程師表示，之所以這樣設計，有兩點考慮：
1.可以讓電池模塊排列更加緊湊
2.在原本需要布置冷卻管路的地方，改為布置鋁合金框架，能夠在發生碰撞時引導碰撞能力，減少對電池帶來的損害
電池模塊內鋁合金防撞結構
這一點從電池組的重量上也可以看出來。據介紹，整個電池組的重量在700kg，奧迪認為，為了保證電池的安全，愿意使用更重的材料。不過，從結構設計上來說，奧迪也在盡量減輕重量。在電池的鋁合金外殼就被設計成兩層中空的樣式，即是為了減重也能夠更好地吸收碰撞能量。
電池組外側中空吸能結構
考慮到更換電池的需求，整個電池組是通過35個螺釘與車身相連接。在更換電池組時，僅需要拆卸這35個螺釘即可。工程師也透露，在下一代車型設計時，會進行電池組的模塊化設計，便于布置到不同的車型上。
充電：方便是首要問題
純電動車的普及與基礎設施的建設離不開，如果在需要充電的時候不能及時給車輛充電，那么純電動車就永遠無法正面與其他驅動方式的車輛競爭。為了要讓充電變得方便，奧迪認為因為從充電的場景開始研究。
奧迪將純電動車的充電場景分為三個：
1.家庭充電
2.路途中的充電
3.目的地充電
在這三個不同的場景，用戶對充電的需求會有所不同。家庭充電是最常見的場景，奧迪認為占比在85%左右，使用固定充電樁，對時間要求不高，可能產生的需求是使用更便宜的電費(波谷電);路途中與目的地充電發生頻次低，但是在充電便利性上權重卻很大，快充是必須被考慮的技術，另外需要考慮的問題是支付方式的問題。
奧迪e-tron標配家用11kW充電設備，可以選購22kW的版本。為了便于充電，e-tron prototype還支持在車輛另一側選裝額外的充電接口。
在e-tron prototype上采用混合充電口設計(交流充電口與直流充電口)，其專門為高速路等地開發的充電樁自帶的充電線則是同時具備交流充電口與直流充電口，可以讓車主根據車輛的電池狀態自主選擇充電方式。當然，充電接口其實與各國標準相關，如果要進行國產，充電接口的設計可能會根據國內標準進行相應更改。
e-tron上的混合充電接口
在歐洲，為了解決充電的付款問題，奧迪計劃推出一款通用的充電卡。這個充電卡能夠在歐洲的任意充電站使用，避免車主為了能夠充電兒需要在錢包里裝上一堆卡片。這一點在國內自然也會有所不同，畢竟移動支付在國內已經不是問題了。
最關鍵的還是充電基礎設施的建立。在去年11月，大眾集團、寶馬、戴姆勒與福特共同成立了一家合資公司Ionity，要在歐洲建立充電網絡，解決純電動車的充電問題。根據公司成立時的規劃，今年會在歐洲范圍內擴展到超過100家充電站，2020年，該網絡將包含超過400個充電站，充電站的最大功率將可以達到350kW。
奧迪快充充電樁
只不過，要大范圍普及快充技術，依然存在一些問題。奧迪工作人員就告訴車云菌，目前快充充電樁的成本依然很高。以歐洲為例，50kW充電樁的成本在2.5-3萬歐元，而奧迪為e-tron prototype提供的150kW快充充電樁的成本超過10萬歐元，未來計劃推出的350kW充電樁目前成本超過了歐洲一位博士的年薪。盡管后兩者的成本是目前的樣本制作成本，未來隨著大規模量產會降低，但是充電設施的鋪開依然會受到限制。
另外則是充電網絡的問題，最簡單的，充電網絡能夠支持同時多少輛純電動車的快速充電呢?當前純電動車銷量還不高，隨著銷量的提升，對于充電網絡的要求也會越來越高。
小結
純電動車的上限由電池性能決定已經是業內的共識，而電池性能則取決于電池技術。
但是從當前來看，沒有必要對純電動車的續航里程數字要求過高。畢竟，在市場經濟時代，一款車型是否為用戶所接受還是取決于定位，以及車型設計與定位的契合程度。從這一點來看，隨著各大廠商產品線鋪開，在電芯能量密度提升之外，電池組設計、電池動態管理、整車集成才是賽點。