1、梅賽德斯-奔馳Vito E-Cell電動廂式車介紹 推出Vito E-Cell電動廂式貨車后，梅賽德斯-奔馳成為第一家生產電動廂式貨車汽車制造商。該車使用額定電壓為360V的棱柱形蓄電池，蓄電池重量約為500kg，能量容量為36kWh。第2批2000輛車于2010年末交付使用。1 該車的日常應用 全電動梅賽德斯-奔馳Vito E-Cell不是一款試驗車或原型樣車，而是一款完全成熟的量產車型。Vito E-Cell是汽車制造商生產的世界上第一款電動廂式貨車。日產使用過程中，該車跟普通廂式貨車駕駛方式相似，跟同級別廂式貨車的操作方式和用途沒什么兩樣，但是這款車是零排放。它與普通廂式車只有一點不同：

2、Vito E-Cell不需要加油，而是通過電源充電。 梅賽德斯-奔馳廂式車業務部開發該車型的主要目標之一是使其外觀與操控方式與普通廂式貨車保持一致，欲使Vito E-Cell在商用車車隊每天的運營（例如車隊管理、訂單規劃、駕駛方式等）中，使用起來跟其它廂式車一樣，見圖1。2010年生產的第一小批量100輛（用于斯圖加特和柏林的20個車隊）、2010年末交付使用的2000輛車都能達到上述目標。小批量生產的車原準備用于快遞公司、服務提供商、商業業務、飛機場、市政、能源供應商和個人用戶。2 與內燃機版基本車輛相比較 Vito E-Cell的基礎車型是梅賽德斯-奔馳Vito使用長軸距和標準頂棚的長頭廂

3、式貨車。選擇這款車的原因是這款車地板下空間大，能容納牽引用蓄電池組。電動版和內燃機版廂式車的車身保持一致，區別僅僅是裝飾件和車后標牌。充電插座位于駕駛員側加油蓋的后面，位于B柱下面。駕駛室內部除了儀表的一些小細節有些改變之外，其他的都保持不變。速度計最大限值為120km/h。電動版用功率輸出顯示代替了內燃機版的轉速。一個指針顯示汽車是通過再生在回收能量，還是在相應的驅動狀態消耗能量。在Vito E-Cell車型上，內燃機版汽車顯示燃油液面的指針變為顯示蓄電池充電狀態信息，見圖2。 在圓表盤之一的顯示屏上，駕駛員也可看到以柱圖或百分比值顯示的充電狀態。根據充電狀態，駕駛員能估計車尚可行駛的時間，

4、可以估計充電時充電電流的狀態，還可估計充電結束的時間。 取代自動變速器換擋桿的是個選擇桿。跟內燃機版汽車相比，Vito E-Cell在“D”檔和“R”檔不是前進和后退檔。選擇桿處于“N”位置時，電動機的輸出功率被抑制，由于驅動部件效率高，只發出一點熱。電熱器增熱器加熱駕駛室，按動一個按鈕就完成了這一功能的轉換，溫度是用旋轉開關控制的。駕駛員從說明書中可看出Vito E-Cell的特點。另外，每輛車有特別準備的操作指令。 盡管使用蓄電池提供動力，Vito E-Cell的車廂保持不變，這對車隊是個重要特點。900kg的裝載能力是該級別車輛的正常水平。梅賽德斯-奔馳的Vito E-Cell允許車輛總

5、重為3.05t，一些車隊選用車輛總重2.8t的版本，其有效負載更低，為650kg。允許車橋負載、離地間隙和坡度與內燃機版Vito車型相當，因此，用戶可將Vito E-Cell加入車隊，不必因裝載能力或運營方式差異而進行計劃調整這也是該電動車易于被市場接受的主要因素之一。 3 電動驅動裝置 Vito E-Cell使用鋰離子蓄電池，為方便裝配，使用了棱柱形電池。其蓄電池組包括192個蓄電池單元，被分成16個模塊。額定電壓為360V，重量約為500kg，蓄電池能量容量為36kWh，可用部分為32kWh（這一數字相對較高），見圖3。蓄電池使用壽命的開發目標是10年，最初生產的100輛車蓄電池使用壽命為

6、4年。蓄電池位于行李廂地板下一個密閉的鋼板容器中，其上蓋是玻璃纖維加強型聚合物，蓄電池支架插在縱向梁之間，見圖4。應力計算、粗糙路面試驗和碰撞試驗已經證明了懸架的穩定性。除了高電壓網絡，該車還有12V車載電源，由高壓牽引蓄電池供電。相應的儲存蓄電池放在司機座椅下面，跟內燃機版的Vito車型一樣，它給12V用電裝置（如車燈和控制裝置）提供電能。 Vito E-Cell的電動機是磁場同步電動機（PSM），見圖5，磁場同步電動機輸出密度高、緊湊性好，效率高（約為95%），且不需要維修。電動機的持續輸出為60kW，峰值輸出為70kW。起動時就能獲得28Nm的扭矩，保證了一定的加速扭矩。例如Vito E

7、-Cell從060km/h的加速時間為6.5S，力是通過固定傳動比的單速變速器傳遞到前橋。 動力電子設備將蓄電池的直流電壓轉換成PSM使用的交流電壓。PSM就安裝于電動機旁邊。絕緣柵雙極晶體管（IGBT）變換元件因為可靠耐用被選作變換器。帶電容器的中間電路確保沒有波動的統一能流。 三個閉合的液態冷卻回路保證所有部件的最佳溫度控制。電動機、轉換器和DC/DC變壓器的冷卻回路有5L制冷液，將部件溫度限制為最大60。內部加熱器和泵組成第二個回路。第三個回路有15L制冷劑以保持蓄電池和充電器溫度約為30。 在Vito E-Cell車型開發過程中，梅賽德斯-奔馳盡可能地使用了成熟部件。例如DC-DC轉換

8、器在梅賽德斯-奔馳M級混合動力車上也能找到。同樣，電動機和控制系統也是其它車型上已經應用的成熟部件。最初考慮使用全輪驅動Vito 4×4的地板總成（全輪驅動4×4車橋之間有更多的安裝空間）及其前輪驅動模塊。只有前橋部件現被用于Vito E-Cell，例如車橋下支架是一個新開發部件。 汽車行駛時，vito E Cell 將再生制動獲取的電能提供給電動機。在這些情況下，電動機當發電機使用，并給牽引蓄電池供應電能。從12%的制動踏板壓力開始，液壓制動也進入使用，但不被駕駛員覺察到。 4 充電過程 為開始100輛Vito E-Cell車的運營，能量供應商Vattenfall（柏林）

9、和EnBW（斯圖加特）給營運商提供加注站。休息時間進行充電，最好是整夜以380/400V電壓充電。這兩家公司安裝的Vito E-Cell的充電器輸出功率為6.6kW，即蓄電池一次完全充電需要6小時。汽車和充電站由多極充電電纜連接。符合歐洲車商采用的IEC 62196 2型法規的插入式裝置現處于標準化過程中。見圖6和圖7。在汽車的充電插座上，充電過程狀態由彩色信號顯示：如果黃燈亮，表明充電系統已識別到汽車，還沒有開始充電；綠燈閃爍表明正在充電；綠燈停止閃爍表明充電完成；黃燈閃爍表明出故障了。 Vito E-Cell的車載智能充電通訊裝置（SCCU）是其一大特點。該裝置是戴姆勒中心研究室開發的，確

10、保電源、駕駛員和車輛之間的通訊。首先，插上充電電纜后，汽車被自動識別，這對明確消費賬單來說很重要，也可指定充電策略，例如根據電費選擇性地充電，利用來自再生資源的綠色電進行充電，還是根據下一次用車時間充一定的電量。相應參數由銷售人員在電腦上預先選擇，或者由駕駛員利用方向盤上的按鈕進行選擇。這樣能確保每個Vito E-Cell以保護蓄電池的方式進行充電，以最佳條件起步，以成本最低和最環保的方式運行。如果車隊同時給多輛Vito E-Cell充電，充電策略是消除峰值負載以保證電源不過載。 SCCU的性能很適合商業化應用。營運者可將重點放在成本、可用性或環保性。如果重點放在使用“綠色”電，用整體“油井到

11、車輪”能量方法，Vito E-Cell沒有CO2排放。 如果需要，Vito E-Cell也能用通常的接地型插頭，通過另外的充電電纜從230V電源充電，但充電時間需要延長一倍。5 里程與營運成本 對各個領域的用戶進行調查發現多數廂式車每天行駛50km或80km。Vito E-Cell完全超過了要求：根據歐洲新驅動循環（NEDC），Vito E-Cell的續駛里程為130km，最大速度為80km/h（商用車最大速度一般為這個值）。高效率部件、智能充電策略和低滾動阻力輪胎是Vito E-Cell續駛里程達到最大的保證。當蓄電池容量降低到7%以下，該車的輸出動力也自動降低，還給駕駛員發出通知。一些特殊

12、裝置省略掉后，例如不裝空調系統，也有利于延長Vito E-Cell的續駛里程。 Vito E-Cell的運營成本只是內燃機版廂式車的幾分之一，部分原因是維修范圍大大縮小。例如一年僅需進行一次目視檢查，或者說行駛2萬km進行一次目視檢查，還不用更換機油。 Vito E-Cell在西班牙維多利亞工廠的生產過程跟一般車型類似。生產過程中，該車型只是被當中一種變型車。車身沒有改變，只是取消了傳動軸和后橋差速器，應用了特殊的線束。在安裝其他裝置過程中，安裝新前輪驅動模塊。然后將該車轉運出去裝配蓄電池組件。生產開始之前，給員工講解了操作高壓系統部件的知識，現在員工已經將Vito E-Cell看作是普通車型

13、。6 安全性與可靠性 梅賽德斯-奔馳按照多個駕駛試驗程序試驗和演示了10多輛Vito E-Cell的功能可靠性，例如極冷冬季氣候試驗、壞路試驗和耐久性試驗。受續駛里程和充電周期的影響，電動車進行耐久性試驗的速度和內燃機版汽車進行耐久性試驗的速度不同，蓄電池的充電次數也是這一試驗的一部分。 使用電動驅動裝置的汽車，進行電磁兼容性試驗非常重要。Vito E-Cell驅動裝置的緊湊性給該車帶來諸多好處：除了蓄電池，電動驅動的所有裝置相互連接位于發動機罩蓋下。 電動車的高電壓系統給我們提供了討論高電壓系統安全性的機會。Vito E-Cell符合電動車認證試驗標準ECE-R 100，見圖8。特別地，EC

14、E-R 100試驗標準中給出了防止帶電部件和相應試驗程序相互接觸的法規，確保了Vito E-Cell的操作可靠性。根據ECE-R 100，高壓部件有防振保護并粘貼了警告標簽。給高壓部件供電的線束使用橙色護套便于識別。停車器放止駕駛員在車輛充電過程中開動車輛，德國汽車制造商制定的標準中的所有要求都被滿足。見圖8。 Vito E-Cell的安全裝置有電子穩定程序（ESP），其背景是將后輪驅動更改為前輪驅動（底盤也作相應更改）、不同的重量分布和制動能量回收過程中不同的制動扭矩。ESP包括所有常用功能，例如防抱死制動系統、牽引力控制系統、制動輔助、坡道保持控制、電子制動分布和載荷探測等。 特別開發的模

15、擬程序中和實際碰撞試驗證明了Vito E-Cell被動安全性很高。例如實際條件下，Vito E-Cell 會經歷100%40%重疊的前部碰撞，側面碰樁的側碰和側翻試驗，內燃機版汽車內燃機可以作為保護裝置。Vito E-Cell使用了特殊的保護裝置。在前部碰撞中，這一保護支架保護電動機，并將之下壓來保護乘員室。 由于改變了質量分布，氣囊裝置觸發臨界值隨之改變。如果氣囊被觸發，在側撞和翻車事故中，高電壓蓄電池通過煙火保險絲喪失了活性。這之后，任何條件下車輛都不能再起動。之所以要這樣作是為了防止可能產生的火花。和其它車輛碰撞時，若其他車輛有燃油泄露，火花可能會引起人員傷亡。 另外，按照標準，發生事故后，中間回路電容器5s內被主動放電到60V以下。若出現短路，高壓系統被自動關掉以防止線路過載。 7項目管理 Vito E-Cell開發時間緊迫是Vito E-Cell車型開發面臨的挑戰之一：梅賽德斯-奔馳僅用一年多的時間就完成了車型開發。該公司收集蓄電池提供動力的廂式車方面的專門知識花費了幾十年的時間，所以能在這么短時間內完成該車型開發工作。從1972年開始，梅賽德斯-奔馳就開始了廂式車的電氣化工作。第一款使用電氣化技術的梅賽德斯-奔馳廂式車是LE 306。專門知識涉及高電壓結構、供應商和合作伙伴等方面的知識。Vito E-Cell項目受益于各種刺激措施，德國環境與自然