奥迪如何设计迄今为止最密集的电动汽车电池

两年多前，奥迪前首席执行官马库斯·杜斯曼宣布，2026 年后，奥迪将只开发电池驱动车型。奥迪的计划是到 2025 年，其产品组合中将有 20 多款纯电动车型。奥迪已经开始走这条路，在电气化和混合动力方面投资了约 180 亿欧元（约合 190 亿美元）。

在此过程中，奥迪正在寻求优化能源效率的电池技术。其创新的主要重点是固态电池，使用固体电解质而不是液体电解质。该品牌在德国盖默斯海姆的电池测试中心自行设计、开发和检查电池单元和电池组件。该公司最近将其电池组从卷绕式转变为堆叠式配置，其中电池单元像分层蛋糕一样整齐地堆叠在一起，以提高整体容量。

容量越大意味着续航里程越长。续航里程越长，这些汽车在竞争激烈、蓬勃发展的市场中就越有市场竞争力。从现在到未来某个时候实现固态电池，任何优势都是令人垂涎的。

它的工作原理如下。

堆叠增加密度，从而增加能量

这个德国品牌以灵活、时尚的汽车而闻名，其性能和操控性一直备受好评。作为大众集团的一部分，奥迪与保时捷甚至兰博基尼同属一个集团，与大众并驾齐驱。奥迪（以及该集团的其他品牌）已经加大了其电动汽车目标，寻求超越竞争对手的最佳方式，而电池堆叠是最新的进步标志。

[相关：为什么固态电池是电动汽车制造商的下一个前沿]

奥迪向PopSci解释道，在 Q8 e-tron 等新型电动汽车中，锂离子电池中的电极是薄箔，传统上被卷成一种称为果冻卷的结构。这些果冻卷可以是圆形的（用于圆柱形电池）或扁平的（用于棱柱形电池）。在棱柱形电池中，由于边缘圆润，内部体积的利用率受到限制。

通过将单个电极片堆叠成更大的堆叠，可以使用更多的电池内部空间，从而增加电池容量。这使得奥迪电动汽车能够更好地利用每个电池的物理空间，就像以前使用卷绕技术的情况一样。

想象一下：在卷绕过程中，电池材料被缠绕在卷轴上并挤压成一个矩形外壳。在堆叠过程中，电极层被叠加以完全填充矩形空间，这样电池的活性材料就增加了约 20%，从而增加了容量。将更多电子塞入空间等于整体续航里程的提高。总共 12 个电池单元组成一个模块，36 个模块组成一个电池系统，由立方体铝制外壳保护。

对于 Q8 e-tron SUV 和 Sportback，奥迪工程师设计了一个电池组，与 2023 款车型相比，其总容量增加了约 20 千瓦时。现在，电池提供 114 千瓦时，而不是之前电池技术的 95 千瓦时。令人难以置信的是，它占用的空间并不比旧电池组多。因此，2024 年 Q8 e-tron 车主的续航里程可增加 30%。配备超级套件的 Q8 Sportback S-Line e-tron 续航里程超过 300 英里。即使是标准 Q8 e-tron SUV 也能行驶 285 英里（Sportback 为 296 英里），所以非常接近。

2023 款车型的标准 SUV 续航里程为 222 英里，Sportback 车型续航里程为 218 英里。对于 2024 款 Q8 e-tron，EPA 估计 SUV 续航里程为 285 英里，Sportback 车型续航里程为 296 英里。可选的 Ultra 套件仅适用于 Sportback，采用较小的车轮和轮胎套件，配备低滚动阻力橡胶和重新调整的悬架，使其具有较低的行驶高度以提高效率，这种设置可实现神奇的 300 英里 EPA 估计值。

堆叠的利与弊

奥迪表示，与大多数新技术一样，它也有优点和缺点需要考虑。这种新堆叠方法的优点是允许将更多活性材料放入锂离子电池中，从而提高容量、能量和功率。缺点是生产过程较慢，导致成本较高。

一位品牌代表向PopSci分享道，最终，奥迪选择优先考虑优势，而不是劣势。

奥迪电池技术人员的双重目标是将尽可能多的能量装入电池组，同时仍能尽快充电。然而，与以前密度较低的电池相比，密度越高，充电时间越长。这一最新成果还带来了电池化学性能的改进，奥迪称其充电曲线更好，这使得其能够更长时间地保持更高的充电率。

在盖默斯海姆的电池测试基地，奥迪还运营着一个原型电池建造设施。在这里，员工们从头开始建造高压电池，直至预批量生产。下一次迭代的目标将涉及将电池单元更多地集成到电池组中，降低成本，优化电池设计，并利用最新的电池技术提高整车效率。