▲BMW i3雖因尺寸限制而縮小了行李箱空間,但車室空間充分展現了滑板(平台)式電池模組設計的優勢:BMW i3的車身尺寸與VW Polo類似,空間感受卻接近BMW 3系列。
(撰文:許鴻德/ Hunter Hsu)
MEB平台的設計特色
根據內幕人士透露,在啟動電動車平台MEB研發計畫前,VW管理層一度因成本考量而忽略工程團隊的建議,計畫所有電動車產品亦使用橫置引擎MQB平台,並認為以其龐大的銷售規模,鋰電池供應商能依據MQB平台的尺寸提供各類特規電池,結果卻是供應商均依技術難度過高為由婉拒合作,這最終導致了MEB平台的誕生。
▲為了有效控制車重,i3車架大量使用碳纖維複合材料以降低重量並確保剛性,但也造成了製造成本偏高的負面影響。
從技術角度來看,MEB是MQB平台的進化版:移除了橫向、前置引擎、前輪驅動佈局,並將電池模組及輪轂馬達融入其架構內。以目前公佈的產品規劃研判,MEB平台主要覆蓋了從小型車到中型車的產品系列,這意味著MEB平台可以通過改變軸距、輪距及座椅佈局達成較強的延伸性,以應用於不同尺寸車輛的生產需要。外觀酷似巧克力的動力電池(可搭配不同容量的電池,最大續航里程數達到550公里)放置於MEB平台的底板,位於前、後車軸之間,可實現車軸載荷的均勻分佈、並使車輛具有較長的軸距和較短的前後懸。為了搭配不同尺寸的電池,MEB平台的車輪位置盡可能地靠近車輛的四角、「四輪四角」的特徵更為明顯,帶來的是更大的駕駛艙空間和更高的坐姿。另有一款低壓電池位於車輛前部,其所處位置相當燃油引擎車型冷卻器的後側、其旨在為車載電子系統供電。MEB平台長度與MQB平台相近,但其內部空間卻更大,首款概念車I.D.就很好地展示了此一理念:I.D.車身長度僅有4,100mm,但軸距卻達到了傳統中型車水準的2,750mm。
▲在啟動電動車平台MEB研發計畫前,VW管理層一度因成本考量而忽略工程團隊的建議,計畫所有電動車產品亦使用橫置引擎MQB平台。
除了機械架構設計之外,動力鋰電池的空間配套設計(同時盡可能提高電池模組能量密度)已成為電動車平台的成敗關鍵!舉例而言,為了「打造最好的電動車」的堅持,Tesla工程團隊不斷挑戰鋰電池的能量密度上限(亦可降低整車重量),Model 3的車載電池的能量密度在業內名列前茅,且新款電池的鈷金屬用量也顯著降低。
與先前車型相比,該廠特別為Model 3車型設計全新的電池架構(採用體積較大的21700鋰電池電池芯),21700電池(直徑21mm,長度70mm)其尺寸比18650電池(直徑18mm,長度65mm)更大,若僅考慮電池芯單體的密集堆積進行測算,採用30支21700電池芯的模組體積是採用40支18650電池芯的模組體積的1.1倍,但重量則僅為後者0.97倍。在同等能量下,21700電池芯模組所需電池芯數量可減少約1/3,而電池模組內的金屬連接件數量減少還可進一步降低電池模組的重量。
而MEB平台可根據車型定位的不同搭配各種容量的電池,並能同時相容圓柱、方形和軟包電池芯的設計、完全不影響到系統整合性。未來以MEB平台而推出的車型,綜合續航里程可以達到400至600公里,同時支援15-30分鐘內充滿80%電量的高性能快速充電。值得一提的是由於軟包電池芯和棱柱型電池芯均可使用,幫助VW集團在與電池供應商的合作保留非常高的靈活性。受益於充分利用電池芯模組的最大化堆疊封裝密度,MEB平台實現了最高的電池能量密度等級,其能量密度和電池容量將在未來幾年繼續增加。
重要設計特色 | 相關內容 |
滑板(平台)式電池模組底盤設計 | 位於車輛後軸的電動馬達、位於車輛底部的平板式高壓電池模組、以及整合在車量前身的輔助驅動系統共同組成車輛底盤平台,而功率電裝系統負責連接並控制電池與馬達之間的高壓能量電流 |
車室內空間優勢 | 平板式高壓電池模組嵌入車底,使得電動車型具有更長的軸距及更短的前後懸,此舉的好處是更大的車室空間和更高、更舒適的坐姿 |
車身重心與操控性能 | 由於平板式高壓電池模組位於車輛中部,加上懸吊系統與副車架都重新設計,因此能夠實現接近50:50 的最佳前後重量分配,低重心和均勻的重量分配幫助電動車型締造動感又均衡的行駛表現 |
電池製造、組裝與安全性 | MEB平台的鋰電池為鋁合金外殼,內置電池冷卻裝置和高電壓及低電壓車載電子系統接線系統,電池可搭配後驅或四驅等不同驅動設計之需要,電池模組結構佈局類似巧克力造型,因此電池安裝過程也相對容易 |
大手筆投入預約未來成功
對於VW集團而言,MEB平台的推出只是一個起點,除了推出電動車產品外,隨著技術進步,集團旗下車型換裝新系統後,將逐步實現數位化、網聯化及完全自動駕駛。MEB平台將與新一代的MQB平台並行使用,前者定位電動車,後者定位傳統車輛。旗下首款基於MEB平台打造的量產車型預計於2020年上市,基於該平台的車輛將由德國Zwickau工廠及中國佛山、上海安亭的工廠進行生產,而位於Emden和Hannover的德國工廠也將被改造成生產電動車型。VW電動出行業務負責人Thomas Ulbrich預估集團2020年有望售出約15萬輛電動車,其中包括10萬輛I.D.與I.D.SUV車型,I.D.家族車型銷售量預計將逐年成長,到2025年在全球範圍內將達到100萬輛,其中中國市場銷量預計約為65萬輛。
▲雖然MEB平台許多技術源自MQB平台亦降低了投入成本,但預估也將至2026-2028年電動車銷量達到每年200萬輛的規模時,屆時才開始出現投資回報。
雖然前景十分光明,但首先要面對的是MEB平台投入大量資源帶來的財務負擔,2007-2014年之間MQB平台技術的大量資源投入亦曾對VW集團造成沈重的壓力:2014年9月在VW集團高層會議中,當時財務長Hans Dieter Poetsch表達了因MQB平台耗資過高、導致集團或無法達到2015年的利潤目標的擔憂,部分採用MQB平台的車型盈利能力甚至不及舊款,例如新一代VW Touran的利潤/車價比例將從前一代的11%降低為4%,而下一代VW Tiguan車型的利潤率也只有8%。2007年開始研發MQB平台已耗資超過1,700億美元,其效益是省下20%的研發成本、30%的生產時間以及將近100公斤的原物料成本。投入大量資源所研發的新科技,肯定需要大量的銷量來分擔成本!雖然MEB平台許多技術源自MQB平台亦降低了投入成本,但預估也將至2026-2028年電動車銷量達到每年200萬輛的規模時,屆時才開始出現投資回報。
▲針對電動車設計的另一關鍵:電池安全性,MEB平台的鋰電池為鋁合金外殼,內置電池冷卻裝置和高電壓及低電壓車載電子系統接線系統。
不過擁有先進的技術並不意味在市場上的成功,過去Daimler集團在中國電動車市場的挫敗就是最好的個案。2011年3月比亞迪公司總裁王傳福率隊赴德與Daimler成功簽署關於在中國建立新能源車技術夥伴關係的諒解備忘錄;2012年5月「深圳比亞迪戴姆勒新技術有限公司」正式成立,僅一年後DENZA(騰勢)品牌就在深圳發佈。從紙面上來看,騰勢的兩位股東都是各自領域的翹楚。Daimler有先進的造車工藝、體系和百年的造車經驗,比亞迪則是當時中國電動車領域的龍頭。Daimler提供車輛平台,比亞迪負責三電系統,由此誕生的騰勢本應是強強聯合的結果。讓人跌破眼鏡的是成立至今8年,騰勢從始至終只有一個車型,且僅僅有過兩次更新換代——從騰勢300到騰勢400再到騰勢500。2014年秋,騰勢首款純電動車正式上市。2015年,騰勢賣出2800輛。2016年,騰勢全年銷量不增反降,僅賣出2287輛;2017年,其銷量情況稍有好轉,賣出了4713輛,但仍是墊底的合資品牌。直到今年累計銷量剛剛突破1萬輛,反觀比亞迪自家的e5,光是2017年就賣了2.4萬輛。從第一代車型上市開始,騰勢品牌2014年~2017年分別虧損2.6億、5.7億、13億、4.8億,共計虧損26.1億元人民幣,年均虧損6.5億,預估2018年虧損也不會小於5億,這意味著比亞迪與Daimler各自已經在騰勢上虧了15億元以上。
▲MEB平台的車輪位置盡可能地靠近車輛的四角、「四輪四角」的特徵更為明顯,帶來的是更大的駕駛艙空間和更高的坐姿。
外界認為騰勢銷量無法突破的原因是產品競爭力,但真正癥結在於兩位股東對這個品牌都沒有全力衝刺的決心:對比亞迪和Daimler來說,騰勢是維繫兩者關係的紐帶。騰勢的問題不在銷售通路上,根本還是在產品力上。兩位股東並非不知道問題所在而是不想做到多好,只是不要虧損就好。要做的更好的話需要投入更多資金、人力、物力,但雙方更注重各自品牌電動車的發展。雖然使用了Daimler的平台卻不代表騰勢就有30萬人民幣價位的產品力,最後拿出的產品太過平庸,向上比不過Tesla,橫向比不過同級價格帶的燃油車,向下比價格上又處於劣勢。而比亞迪一開始為騰勢配置其自身技術積累較深的磷酸鐵鋰電池,雖然將續航里程做到了250公里以上,但是保證續航需要更重的電池,這使得騰勢車型最終的重量達到了2.1噸,過重的車重直接影響到了騰勢車型的操控,其百公里加速時間超過了10秒,與「性能」二字完全不沾邊。未來VW試水中國電動車市場,亦得仔細擬定發展策略。
▲比亞迪一開始為騰勢配置其自身技術積累較深的磷酸鐵鋰電池,雖然將續航里程做到了250公里以上,但是保證續航需要更重的電池,這使得騰勢車型最終的重量達到了2.1噸。
在新能源的大潮下,VW成為傳統汽車品牌中最早決定大力發展、也是轉身純電動車型最快的汽車巨頭,MEB電動車平台應運而生。而長期以來積累的模組化平台經驗讓其開發MEB等電動化平台得心應手,這是興起的全新電動車品牌難以企及的技術壁壘。模組化平台雖然先期投入巨大,但帶給VW集團的不僅僅是更快速的新車設計與節約生產成本,也能針對消費者的喜好更快的做出反應推出相應的產品,這無疑達成了雙贏的結果。MEB平台能否複製其前身過去30年的成功?值得大家持續觀察。