鉅大LARGE | 點擊量:944次 | 2019年09月27日
特斯拉Model 3電池組的輕量化背后的秘密
大家還記不記得,在2018年第一季度財報會議上馬斯克說過這樣一句話:特斯拉的NCA正極材料中的鈷含量已經(jīng)低于其他電池生產(chǎn)商生產(chǎn)的下一代NCM811。加上電池包在內(nèi),Model3的總重量與汽油車相當(dāng)。
這句話中有兩個信息點:特斯拉在電池性能上取得突破;特斯拉電池組變輕了。
特斯拉在電池性能上的小突破,GeekCar之前一篇文章中也講過了,今天著重講講第二點。
在文章開始之前,過一下電池包的概念:
電芯(Cell):單體電池,可以理解成單節(jié)電池;
電池單元:A電芯組成一個電池單元
模組(Module):B個電池單元成一個模組
電池包/電池組(Pack):C個模組組合就是電動車的電池包
科普完畢。
首先,電池包變輕了多少?把電池包重量分?jǐn)偟矫縦Wh來計算,Model3電池包的重量比原來ModelS85D電池包減輕了15%,比頂配ModelS/XP100D電池包輕6%。簡單講就是,在同樣電池容量下,Model3電池包的重量更輕。
Model3電池組能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化主要還是以下幾個原因:
電芯正極材料向低鈷高鎳發(fā)展
Model3使用的2170電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到10%以下,低于其他電池產(chǎn)商生產(chǎn)的下一代NCM811電池中鈷含量(即鈷含量在10%)。這種突破使得特斯拉對鈷的需求量減少了59%。在2012年,特斯拉在每輛車消耗11kg的鈷,到2018年,每輛車上消耗4.5kg的鈷。
另外,馬斯克還曾說特斯拉致力于提高電芯正極中鎳的含量來實現(xiàn)對電池包的減重。
不斷增加鎳的比例減少鈷的比例,好處是什么?使整個電池組的質(zhì)量降低。也會帶來電池性能的提高,續(xù)航里程的增加,同時對電動車加速還有一定程度的增幅,當(dāng)然,這些都是后話。
電池包變小了
這一點要得益于2170電芯,21700電芯從尺寸以及電池容量上都比18650電芯要大很多,這樣就使得同等電池容量下對電芯需求量更少。
前段時間有國外團(tuán)隊對Model3長續(xù)航版本(電池容量為75kWh)電池進(jìn)行拆解測試,于是我們得到以下數(shù)據(jù):
Model3的電池組由四個比例不同的模組構(gòu)成。其中兩個模組由25個電池單元構(gòu)成,另外兩個模組由23個電池單元構(gòu)成。每個電池單元有46個2170電芯,Model3總共有4416顆2170電芯。
更早之前,有外國友人對ModelS85D進(jìn)行拆解,我們把數(shù)據(jù)拿過來進(jìn)行一個簡單對比:85D電池包共有16個模組,每組有444節(jié),約由7104節(jié)18650電芯組成。
從數(shù)據(jù)上就一目了然,Model3電芯數(shù)量少于ModelS85D,這也使Model3電池包占用空間更小。而且重量更輕。
不同于ModelS/X的電池防撞保護(hù)設(shè)計
在Model3電池組拆解視頻中可以看到Model3電池防撞保護(hù)設(shè)計與ModelS/X是不同的。
ModelS設(shè)計有一個專門用于保護(hù)電池的電池殼,重達(dá)275磅(約124.74kg),相當(dāng)于電池包重量的1/4。
但是在Model3的電池包上去掉了這個設(shè)計,也就是說電池組重量減少了275磅。
但是為了保證安全性,特斯拉有自己的一套辦法。
在ModelS上,高剛度的鋼在車身上使用的很少,因為有「厚重」的電池殼為電池組提供安全保護(hù)。
但是在Model3上,高強(qiáng)度鋼的使用率大大提高。而且最主要的地方還是分布在車身以及安置電池的部分。
也就是說,Model3把電池防撞設(shè)計轉(zhuǎn)移至車身上。這樣一增一減下來,總體上還是把車身重量降了下來。
電池組輕量化進(jìn)行中
通過由內(nèi)到外的設(shè)計優(yōu)化,特斯拉實現(xiàn)了對電池組的輕量化設(shè)計。如果你以為這就完了,那你就錯了,要知道馬斯克對于技術(shù)創(chuàng)新可是有很深的執(zhí)念。
OurapproachatTeslawastoadoptimprovementsassoonastheywereready.Thismeantwewereimplementingupto50changesperweek.Weoftenjokedthatifyouwantedtoknowthe「modelyear」ofyourTesla,youneededtolookattheindividualcar’sVINnumber.
在特斯拉內(nèi)部對于產(chǎn)品的更新是無時不刻的,我們每周對產(chǎn)品的改進(jìn)多達(dá)50多處。所以我們經(jīng)常開玩笑說,如果你想知道你的特斯拉是哪一代產(chǎn)品,去查看你的車輛當(dāng)時的注冊碼吧。
以上這段話是特斯拉前生產(chǎn)副總裁GregReichow說的。也就是說,現(xiàn)在我們看到的Model3的電池組設(shè)計并不是定型的。特斯拉依然在不斷的對電池組進(jìn)行優(yōu)化,不斷對產(chǎn)品進(jìn)行迭代升級。這也是為什么特斯拉可以保持行業(yè)領(lǐng)先的原因。
本文摘自:geekcar
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