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电池知识

特斯拉实现超长续航里程有哪些原因?

来源:宝鄂实业    2019-10-14 19:32    点击量:
特斯拉(以S型为例)实现超长续航里程主要有三个原因:1)高能量密度锂离子电池的先驱。2)独家黑色技术电池管理系统3)相对成本控制,关注点如下,味道更佳:1)高能量密度锂离子电池的先行者:当年各大汽车厂商使用磷酸铁锂电池时,特斯拉率先使用锂离子电池。众所周知,锂离子电池比磷酸铁锂电池的优势在于能量。磷酸铁锂电池的能量密度一般只有100wh/kg,而特斯拉S型所用的3.1ah18650电池等锂离子电池的能量密度为252wh/kg,电池的能量密度为152wh/kg,这意味着特斯拉在同等重量的电池下可以得到相当的能量密度。其他磷酸铁锂电池的续航里程更长,这是基本条件,但现在每个人都开始使用三元锂离子电池。从下图可以看出,三元锂离子电池正在逐步取代磷酸铁锂电池。2)独有的黑科技电池管理系统,既然大家都知道里程数很重要,而且三元锂电池的能量密度很高,为什么不都使用三元锂电池呢?问题是安全,特斯拉依靠其独特的电池管理系统来解决锂离子电池的安全问题。它的优点是可以独立监控8000多个单体电池的状态。每个电池组都有自己独立的电池管理系统,该系统位于电池组的一侧。系统中的传感器和芯片可以随时监测每个电池的温度变化,将电池之间的温差控制在(+2度)以内,一旦发生事故,可以在毫秒内关闭电池。。这对电池的安全性和衰减至关重要。3)相对成本控制如果大家都知道电池组的数量可以增加使用范围,为什么不多用单电池?一方面,由于“堆叠”电池的方法会大大增加整车重量,另一方面,在成本上,特斯拉有两大优势,一是其定位,S车型在中国的售价接近100万,在纯电动汽车领域,当时近100万辆电动汽车只有一辆特斯拉(如果电脑没有短路),其定价可以。Cover的大容量电池的成本是100千瓦。h.S p100型的容量仅为特斯拉的一种,成本为100千瓦。H动力电池现在大约是20万。普通电动汽车的成本无法降低这么高的电池成本。另一个重要因素是特斯拉的供应商松下电池。据不可靠消息人士透露,松下最早在2011年签订合同,松下向特斯拉提供了近2亿块18650的动力电池。本合同中单电池的价格约为2美元。有趣的是,经过这么多年的降价,现在18650块动力电池的单价是多少。价格有多可怕(别问我为什么知道,因为我不会告诉你),所以我给了特斯拉疯狂反应堆电池的基础气,至于松下为什么这么做,我们可以再问一个问题。因此,我认为特斯拉在电池能量密度、电池管理系统和成本三个方面至少达到了领先水平,因此它的范围可以在当时的人群中脱颖而出。
 
在开源方面,主要是指更大的电池绝对容量,可以通过以下途径实现:提高电池组的质量和能量密度,改进正负极材料和电池芯(磷酸铁锂到三元锂,增强储能材料的活性等,降低非储能元件(小芯对大芯、减少钢壳、支架等)的重量比。由于包装所占的重量无效,特斯拉采用钛合金作为电池覆层板等,电池组体积能量密度越高,可以通过改善电池芯的物理形状(如小圆筒变大圆筒、口香糖型、或者干脆改成比亚迪这样的砖块型)来减小电池芯与电池芯之间的间隙。并减少非储能部件(包括电池组外壳、支架、水冷、芯部发热部件等)的体积;降低电池组内阻(降低电池内阻,优化串并联结构);优化车身结构,安装更多(更大、更重)电池。

节流方面,主要指的降低百公里电耗,可以通过以下手段达到,

  1. 降低行驶阻力(最有效的是降低车重及采用更好的轮胎减小滚动阻力;优化空气动力学设计降低空气阻力也会有帮助,但是对买菜车来说不现实);
  2. 提升驱动效率(如将感应电机换为永磁电机,优化电控系统,采用更加平缓的加减速);
  3. 更好的动能回收系统;
  4. 更低的非动力系统电耗(如采用热泵替代PTC,LED灯光替代传统卤素,更高效率的空调和可以降低热辐射的车窗玻璃,可调速的高效率散热)。

还有一些因素虽然不影响跑分,但是在日常使用中会对续航产生显著影响,比如,

  1. 空调的效率,尤其是制热空调的效率,据我观察PTC暖风会对冬季电动车续航产生致命影响;
  2. 热管理方案,指的是怎么处理电池、电机、电控系统及空调系统之间的热量平衡。尤其是冬季,如能将电机、电控的废热导入电池包,可显著改善冬季电池性能。
  3. BMS系统设计,主要影响电池容量判断,电池均衡,充放电逻辑,故障诊断与隔离等。设计不好的BMS系统就会出现很多很让人头痛的问题,比如我的那辆电车,15%电量其实就是0%,电池包提前报废了。

上面这些原因,除了PTC之外,其他的特斯拉都沾边。至于国产电动车为啥徘徊在300公里范围么,技术只是很小的一方面,最主要的原因是补贴不到位,毕竟国内电池车是完全的政策导向型产品,吃的就是补贴。归根结底,还是差钱。你看,现在补贴标准改了,就出新车了吧?


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