特斯拉Model3(21700型)电池

发布日期:2018-09-25
核心提示:心脏是一个人的关键,汽车也有“心脏”,燃油车的心脏是内燃机,电动车的心脏是电池,“心脏”的好坏决定了车辆行驶的长短。
        心脏是一个人的关键,汽车也有“心脏”,燃油车的心脏是内燃机,电动车的心脏是电池,“心脏”的好坏决定了车辆行驶的长短。

       特斯拉自诞生之初,一直就长期活跃在国内外的新闻上,前有特斯拉产能不足,不能按时交付,后有埃隆·马斯克(Elon Musk)称为了不受上市影响,想要退市的消息,种种事件都把特斯拉炒的火热。

  
      关于特斯拉Model3,很多人都去关注它的价格和续航了,很少有人去关注它的电池,但恰恰相反,Model3的电池才是这款车的亮点所在,Model3并没有采用与models相同的18650型电池,反而用上了更好、更先进的21700电池。

  特斯拉继续领跑电动车领域

  特斯拉推出21700型电池一是为了引领技术方向,二是迫于成本压力。

  在电动汽车的电池领域,一直保持着圆柱形锂电池、软包电池和方形锂电池三分天下的局面,特斯拉的18650型电池和21700型电池就属于圆柱形锂电池,它是商业化最早,生产自动化程度最高,当前成本最低的一种动力电池。

  根据目前特斯拉披露的信息,在现有条件下,其生产的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右,相比其原来18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。同时根据松下的动力锂电池单体的测试数据来看,其21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。

  300Wh/kg应该是目前纯电动汽车中,能量密度最高的三元锂电池,能量密度的提升直接提升的就是续航里程。

  马斯克在Model3项目成立之初就给这款车定价3.5万美金,旨在降低特斯拉的售价。

  如果依然采用与models相同的电池系统,成本就会超支,但如果减少model3上的电池块,续航里程又达不到预期。面对这种局面,只能去寻找一种成本更低,但续航里程却不减少的电池。

  显然按照目前的状况来看,马斯克对21700型电池很满意,首先是电池单体电池容量可以达到3~4.8Ah,提升度达到了35%,成组后能量密度依然提升20%。其次是特斯拉18650电池系统成本约为171美元/Wh,改用21700后,电池的系统成本约为155美元/Wh,实现了9%左右的成本降低。

  特斯拉的起家离不开18650型电池,但马斯克对18650型电池却没有我们所想象的那么持肯定态度,他曾在社交媒体上公开表示:18650电池的出现完全是一场历史事故,它是早期产品的标准,现在只有21700电池才能满足电动汽车对电池性能的要求。

  21700电池真的完美无缺吗?

  虽然21700型电池在续航和成本上相对18650型电池更优秀,但如果从电池的循环寿命上来说却有着缺陷。

  21700型电池相比18650型电池,增大了圆柱电芯的物理尺寸,虽然这会增加能量容积,但同时会降低电芯循环寿命和倍率等性能。如果持续增大尺寸,电芯安全性和适配性都会降低,无形之中增加新能源汽车安全隐患和设计难度,据测算,容量每提升10%,循环寿命大约会降低20%;充放电倍率降低30-40%,同时电芯会有20%左右的升温。电池温度的升高,循环寿命的减短,这对电动车来说就是致命的缺陷。

  理论上,相比18650电池,21700电池寿命更短、同等容量充电时间更长、安全性更低,但如果特斯拉的BMS足够出色,那这些问题也是可以优化的。

  从国家对动力锂电池能量密度的指引目标来看,2020年动力电池单体能量密度要突破300Wh/kg,动力电池系统能量密度达到260Wh/kg。目前做的最好的18650电池达不到这个技术要求,所以选择更优的电池成了未来的选择。

  21700电池的使用,对特斯拉电动车的车重、续航、成本都会有很大的帮助。从现在来看,特斯拉model3无论是续航还是价格上,都会存在惊喜,这些条件或许可以让它成为一匹黑马。


 
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