特斯拉的电池续航能力好不好?
来源:宝鄂实业
2019-07-15 12:02
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首先,是电池包的整体结构。
在麦肯锡的报告中,提出一个很重要的结论,那就是不同车辆结构上布置的电池系统样式,对电池系统的能量密度大小有重要影响。
先来看一看在第二次电动车浪潮里,生产了第一款量产电动车 EV1 的老牌厂商通用。
以下这张图,从左到右分别为第一代 Volt ,第二代 Volt ,Spark EV 和最新款的雪佛兰 Bolt 的电池系统。其中,Volt 为插电混动车型,Spark EV 和 Bolt 是纯电动车型,Spark EV 是自 EV1 停产之后通用推出的第一款量产电动车型。
来看一下 Spark EV 的电池布置和电池结构。
▲ 雪佛兰 Spark EV
2014 款 Spark EV 用的是磷酸铁锂电池,由 A123 提供,容量 21.3 kWh 。
2015 款 Spark EV 的电池改用 LG Chem ,96 组,每组 2 个电芯,每个电芯 27 Ah ,3.75 V ,一共有 192 个电芯,电池容量为 19.44 kWh(192 x 27 Ah x 3.75 V )。
整个电池系统体积 135 L ,总重 215 kg ,比老款减重 39 kg 。根据以上数据计算,2015 款 Spark EV 电池系统体积和质量的能量密度分别为 144 Wh/L 和 90 Wh/kg 。
电池更换后,两款车 EPA 标准下的续航里程均为 132 km 。也就是说,虽然电池容量和重量都减少了,但是新款电池的能量密度提升了,车辆续航里程保持不变。但是一百多公里的续航显然没太大意义。
要么继续提升电芯的能量密度,要么就办法多装一点电芯。简单说,要么继续用这个平台,要么就得改了。
旧平台改造(AEP:Adapted Electric Platform)分为两种类型,一种是基于旧平台的旧设计,一种是基于旧平台的新设计。Spark EV 属于前一种,用的是 Gamma II 平台,雪佛兰 Bolt 就属于后面一种,基于 Gamma G2SC 平台设计。
▲ 雪佛兰 Bolt
请看,肉眼可见的,电池结构变得更加平坦,电池体积也增加了,可以装下更多电芯了。没错,雪佛兰 Bolt 的电芯增加到了 288 个,依然是 96 组,但是每组增加到 3 个电芯。
电芯由 LG Chem 提供,每个电芯 55 Ah ,3.75 V 。电池容量近 60 kWh (实际是 288 x 55 Ah x 3.75 V = 59.4 kWh)。
电池体积 285 L ,总重 435 kg ,电池系统的能量密度为 246 Wh/L 和 137 Wh/kg ,EPA 续航里程为 383 km 。
可以看出,从 Spark EV 到 Bolt ,电芯数量增加了一半,电池体积增加了 0.7 倍,电池重量增加了一倍,电池系统的能量密度也增加了一半,而车辆续航里程则增加了两倍。
重新设计后的车辆底盘,更有利于电池系统的布局。
除了具有历史代表意义的通用电动车(特斯拉也曾经借鉴过 EV1 的设计)以外,另外一款全球知名的畅销电动车是 Nissan Leaf 。
要说 Spark EV 的电池布置虽然局促,但形状还算平整。到了 Nissan Leaf 身上,本来形状非常规则的软包电芯堆叠到一起,被布置出一个不规则形状,来适应车辆上的座位结构。
一个电池包里,有横着放的,有竖着放的,简直逼死强迫症。完全没有体现出日本人应有的处女座特质。
▲ Nissan Leaf
Nissan Leaf 说是自己的 EV 平台,其实也是参照 Tiida 做的。这么多年过去了,动力系统的布置一直在调整,但是电池的形状和位置却基本没什么变化。
▲ Nissan Leaf 新旧款对比
经过刚才 Bolt 电池结构的学习,看到这里你是不是可以猜一猜,Leaf 的续航提升可能有限。
对的。
Nissan Leaf 一共用了三种电池,从 24 kWh 到 30 kWh 再到 40 kWh ,电芯数量始终不变,一直是 192 个,EPA 续航里程从 135 km 提升到 172 km 再到 241 km 。
然而,Bolt 已经快 400 km 了喂!