特斯拉團隊基于2170
電池給Model3設計了全新電池包規格,最近國內外有關Model3的拆解視頻越來越多,我們對Model3電池包也有了更深的理解。也有很多謎團還有待解開,比如Model3標準版電池包的設計和布局等等,這篇文章是對現有信息的匯總,Enjoy。
特斯拉Model3的電池包究竟是多大?
特斯拉原先的車型命名規矩是非常直觀的,我們以ModelSp100D為例,p代表performance(性能)、100代表電池包規格為100kWh、D代表DualMotor(雙電機全輪驅動)。但Model3惟有標準電池(StandardBattery)和長續航電池(LongRangeBattery)兩種模糊的電池包規格。
我一度以為,Model3的長續航電池包是75kWh。但后來美國環境保護署(EpA)的文件顯示,長續航車型的總電壓為350V、電池容量為230Ah,這么一算電池包規格達到了80.5kWh。
EpA文件
這個文件在網上曝光后,特斯拉沒有評論80.5kWh的真切性,只是強調“可用容量為78kWh”。也就是說倘若按照之前的命名規矩,截止到今朝交付的單電機長續航版Model3應當叫Model378。
(看起來怪怪的,看來還是新命名規矩好)
我為甚么以為長續航電池75kWh,是下面這個人說的。
忽略上面那個想要Model3p100D的狂野哥們...
這條Twitter公布于2017年三月二十四日,而實際電池規格達到78kWh是八月初被扒出來的。所以一種可能是Twitter公布后Elon持續對工程制造團隊施壓,在量產前的最后關頭大力稀奇跡,成功多塞了幾度電進去;不過我更愿意相信,是Elon考慮到78kWh這個規格已經高于ModelS75D的電池規格,戒備Model3影響后者的銷售&被ModelS75D車主眼中的怒火灼傷,特斯拉選擇宣傳上主動減配。
這種事情特斯拉也不是第一次干,比如說ModelS100D的EpA續航里程是341英里(約549公里),而官網數據是335英里(約539公里);Model3長續航版的EpA續航里程是334英里(約537公里),而官網數據是310英里(約499公里)。
特斯拉沒有解釋為甚么多次在宣傳上調低續航里程,可能是覺得EpA工況不夠苛刻,難以模擬真切行車能耗?
有關78kWh和80.5kWh是這樣的,汽車制造商會配備一個高于宣傳的電池包規格,軟件限制一個較小的可用容量,戒備過充過放對電池造成損害。比如ModelSp100D的實際規格為102.4kWh,可用容量為98.4kWh。這個其實是業內通行的的常規操作。
特斯拉2170電池密度有多高?
有關2170電池,一直有個很籠統的說法是相對18650有30%的能量密度提升。
確立了80.5kWh的規格和其他細節后,我們可以筆直推算。
美國一個狂熱的電動車愛好者JackRickard拆解Model3電池包顯示,長續航版一共4個模組,其中2個有25個單元,2個有23個單元,每個單元有46個電芯,共計2×(25+23)×46=4416個電芯。
JackRickard拆解視頻截圖
倘若按照電芯的電壓3.6V計算,那么每個2170電芯的容量就是80.5kWh/3.6V÷4416個=5063mah。
持續算能量密度。
博奇數據的拆解數據顯示,特斯拉2170電芯單體重量為68g。那么特斯拉2170的能量密度就是80.5×1000/4416×0.068=268Wh/kg。
其實2170也不清新,LG化學早在2015年就量產了2170電池,不過單個容量惟有4200mah,差距過大,不做討論了。
(LG化學當時預計2017年年中會量產4800mah的版本,但猶如到今朝都沒什么聲音。)
LG化學展示的2170
三星SDI用在電助力自行車上的2170電池也量產了,單體容量是4750mah,單體重量是75g。所以能量密度是4.75×3.6/0.075=228Wh/kg。
三星SDI的18650和2170
要指出一點:維基百科上的2170規格,單體典型容量在4200mah-4800mah之間。也就是說LG化學和三星SDI的產品都是符合規格含義的,惟有特斯拉2170的產品性能超出了規格,也沒人去改改…
特斯拉要怎么樣在Model3車體內塞進了80.5kWh電池?
Model3比ModelS的軸距短了85mm,車身寬度窄了99mm,但最終居然塞下了80.5kWh電池包。能完成這個工程挑戰,2170電池更高的能量密度功勞排第一,此外,特斯拉工程團隊也做了非常多的努力。
去年的時候,Elon在Twitter裝模做樣的說,「我留意到很多人以為Model3是特斯拉的下一代車型,就像iphone2和3相同,不是這樣的」。
為甚么很多人都認為Model3是特斯拉的下一代車型?是誰泄密了?Elon,泄密的罪魁禍首我幫你找到了,就是特斯拉CTOJBStraubel。2015年十月,Straubel在內華達州大學的一場演講中曝了很多有關Model3的猛料。
正在泄密的Straubel:)
Straubel解析說,自2015年九月ModelX實現產量爬坡、批量交付后,特斯拉工程和研發團隊中大多數成員都不再為ModelS/X項目工作,轉而投入到設計和發明Model3中使用的所有新技術中。
重點來了,Straubel親口說,Model3基于一個全新的平臺,特斯拉內部叫做第三代平臺(Thirdgeneration)。Roadster基于第一代平臺,ModelS/X同屬第二代平臺。
無論(實際表現)更好還是更差,Model3上的大多數技術都是首次使用的。ModelX與ModelS共用了很多通用的組件,但Model3不行。我們會開發全新的平臺、全新的電池架構、全新的動力總成、全新的車身架構…有大量的工作要做,其中一些我們在幾年前就開始推進了。Model3是公司內部研發和工程投資的核心焦點。
鋪墊完畢,可以說回電池部分了。2016年八月二十三日,特斯拉宣布ModelSp100D正式投產,這款車型對Model3的電池包工藝驗證有緊要的意義。
ModelSp100D推出后,Elon專門召開了媒體電話會,對這款車的電池包技術評價是「非常接近理論的極限」。并告訴媒體所有p100D車主都為Model3的研發供應了支持,因為p100D幫助特斯拉對新電池包架構的理解更深刻。
人們通常會混淆電池和電池pack,以為它們是一回事,但實際上一旦你要在一個電池pack中布置很多電池,技術的復雜性將很大程度上取決于電池單元/模組的設計水平。你可以簡單把電池問題視為化學問題和工程問題,但模組/pack問題更多是機械、電氣和軟件工程問題。
相關于90D,p100D電池包的緊要改進都在模組/pack層面,Elon說兩款車上18650電芯的能量密度是一致的,但模組和電池pack架構做了巨大改進。從數據上看,相對90D,p100D電池容量新增了11%,重量僅增4%,而體積完全沒有變化。
(插個彩蛋:因為體積規格沒變,所以特斯拉還面向90D車主推出了更換電池包升級續航的服務,不過價格高達20000美元(回收舊電池包),不知道有多少車主進行了升級。)
Straubel說,p100D的模組和封裝技術有非常大的改進,還有完全重新設計的冷卻系統。特斯拉這些年一直致力于改進電池包設計,p100D電池包屬于下一代的版本。新電池包的一些關鍵技術會使用在Model3的電池包中。
按照業內人士朱玉龍的觀點,Model3電池包的一個特點便是集成度極高,DC-DC轉換器、充電機、配電繼電器全部集成在一起。JackRickard也在拆解后表示,高集成度讓電池包的總布線長度大幅減少。Elon之前說ModelS線束總長3公里,Model3惟有1.5公里,今朝知道省在哪里了吧?
不要小瞧線束減重的影響,一款車的線束有幾十公斤,砍掉一半對汽車輕量化、電池包能量密度提升還是很有意義的。
JackRickard的計算結果顯示,均勻到每kWh上,Model3的電池包比ModelS85D輕了15%,比p100D輕了6%。這個結論一方面佐證了Model3電池包的改進,另一方面,也坐實了p100D和3使用了同代電池包技術。
最后,Elon說ModelY線束惟有100米,那ModelY的電池包會有哪些欣喜呢......
聲明: 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網,如有侵權請聯系刪除