为什么特斯拉依靠锂电池就能达到500公里续航?

发布日期:2019-09-01  来源:新出行
核心提示:购买纯电动车的心理障碍之一,就是电池的续航能力。300公里以下的纯电动车,很容易引起使用者的里程焦虑问题。但绝大多数电动车的续航里程也没有像特斯拉那样超过500公里。
 直觉上答案似乎很简单:特斯拉往车上堆了足够多的锂电池。
这样回答不算错,但总感觉意犹未尽 —— 多堆电池的想法又不难,如果堆得多就跑得远,一点技术含量也没有,那凭啥只有你特斯拉想到了呢?
如下表,都2018年了,还是只有特斯拉续航超过了500km。难道其他车企,脑袋都被石头砸了吗?
殊不知,多堆电池也没那么简单,是需要条件的。
一、电池越多、续航越长的想法是否可行?
 
以特斯拉Model S 75举例,如果75kWh的电池可以跑469km,那么装150kWh的电池是否可以跑900km?装225kWh的电池是否可以跑1350km?这仿佛是一道简单的算术题: 2倍电池2倍里程、3倍电池3倍里程,天经地义。即便不是严格的规律,那也不会差太远吧?
而真实情况却是反直觉的!我们以Model S 75做个仿真,纵坐标是续航里程,横坐标是电池容量。
 
装150kWh电池只能跑不到700km,与900km相差不少。装225kWh电池只能跑不到800km,与1350km相差甚远。无论装多少电池,续航里程都突破不了1250km!为什么会这样呢?
原因在于,当电池容量很大的时候,所增加电池容量大部分都用来运输电池本身了!
打个比方,一个人徒步远行,路上没有补给,带1斤的干粮可以走20公里,带2斤干粮可以走40公里,但是带100斤的干粮就可以走2000公里吗?肯定是不能的,因为干粮本身的重量就把远行者给压垮了。
那么汽油车为啥没这个问题呢?
不难发现,这个问题的关键在于能量密度。电池组一般在130-160Wh/kg,而汽油是12222Wh/kg,相差将近100倍。也就是说,能量密度决定了堆电池数量的难度!在能量密度受限的情况下,电池数量堆到一定程度,就会变得相当不经济了。
特斯拉在几年前的Model S上就做到了150-160Wh/kg,这是什么水平呢?
与下图的典型电池组能量密度比较一下: 特斯拉的能量密度,放到2018年依然是数一数二的顶尖水平,这是他敢于在好几年前就堆很多电池的底气。
 
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二、百公里电耗
 
上步已经讲了,其实多堆电池也是挺有技术含量的。那么,如果既能多堆电池,又耗电少,岂不是更能突显技术水平、跑得更远?好,那我们再对比一下:
 
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首先我们从上表中,找到国产电动汽车的两个优等生:
1、动力总成效率高:荣威Marvel X两驱版,车不轻,1759kg。但每吨百公里电耗做到了国内第一,所以百公里电耗也只需要13.03度电。
2、 轻量化做得好: 广汽GE3 530的动力总成其实不咋的,8.2的数据还不如蔚来、威马。但奈何轻量化做得好啊,只有1628kg,所以百公里电耗也只需要13.35度电。
国内两大高手,Marvel X走的是力量派,下肢肌肉青筋爆起,跳得高、跑得远;GE3 530走的是轻功派,肌肉弱一点,但身轻如燕,也跑得远。
特斯拉呢?
身体和GE3 530差不多轻,下肢肌肉比Marvel X还强,百公里电耗达到了惊人的11.55度。与代表电动汽车最高水平的日产Leaf水平相当。感谢鱼非鱼博士的补充:特斯拉测Nedc故意保守了,说是为了避免误导消费者。看Epa数据,Model 3电耗比Leaf还低了17%。
那Model 3的实际表现可能就相当恐怖了。拿Model 3来对比,是因为整备质量相当,也就是车差不多大。
但也许有人说不公平?毕竟Model 3不是SUV,风阻天然会小一些。
好吧,那我们搬出来Model X100D,2459kg比蔚来ES08还要重一些,背了100kWh的大电池与双电机驱动,它的百公里电耗18.12,优于蔚来ES08;每吨百公里电耗7.36,优于Marvel X四驱(这还没有考虑特斯拉倾向于把续航里程测低一些的因素)。
三、买到便宜的电池
 
即便百公里电耗做优秀了,但多堆电池,那还是要花钱的啊……
别急,马斯克这个人很牛。
马斯克: 松下先生,我要造车了。你的梦想是想和我一起造车呢? 还是就像现在这样,卖一辈子的糖水呢?哦不,卖一辈子笔记本电池呢?
松下: 马斯克先生,我的青春希望燃烧,请带我们进入汽车行业吧!
马斯克:好,那你给我打个5折。
松下:……
松下在给特斯拉初期赔本卖18650电池,多卖1节亏1节。
四、石破天惊的产品地位
 
如果做到了上面三点,放到2018年,成功做出电动汽车并卖出去,就基本可行了。但时间如果回到七八年前,还是很难……那时电池还是挺贵的。既然电池还是贵,那就做豪华电动车,这不是很简单的思路吗?放在今天是不难,不难的原因在于特斯拉已经证明这条路可行了。
但作为电动汽车行业的亲历者,我可以负责任地说:第一个有这种想法并实施,真的很难!作为创新的回报,Model 3在美国中级豪华车市场表现卓越。
小结
 
跑得远,是因为电池堆得多。这是能量守恒定律决定的,这话没错。
电池堆得多也不简单,需要:能量密度高、百公里电耗少、电池买得便宜。特斯拉都做到了,而且是很多年前。

关键词: 新能源汽车 锂电池
 
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