特斯拉 2170 电池密度有多高?
关于 2170 电池,一直有个很笼统的说法是相对 18650 有 30% 的能量密度提升。
确立了 80.5 kWh 的规格和其他细节后,我们可以直接推算。
美国一个狂热的电动车爱好者 Jack Rickard 拆解 Model 3 电池组显示,长续航版一共 4 个模组,其中 2 个有 25 个单元,2 个有 23 个单元,每个单元有 46 个电芯,共计 2 ×(25+23)× 46 = 4416 个电芯。
Jack Rickard 拆解视频截图
如果按照电芯的电压 3.6 V 计算,那么每个 2170 电芯的容量就是 80.5 kWh / 3.6 V ÷ 4416 个 = 5063 mah。
继续算能量密度。
博奇数据的拆解数据显示,特斯拉 2170 电芯单体重量为 68 g。那么特斯拉 2170 的能量密度就是 80.5 × 1000 / 4416 × 0.068 = 268 Wh/kg。
其实 2170 也不新鲜,LG 化学早在 2015 年就量产了 2170 电池,不过单个容量只有 4200 mah,差距过大,不做讨论了。
(LG 化学当时预计 2017 年年中会量产 4800 mah 的版本,但好像到现在都没什么声音。)
LG 化学展示的 2170
三星 SDI 用在电助力自行车上的 2170 电池也量产了,单体容量是 4750 mah,单体重量是 75 g。所以能量密度是 4.75 × 3.6 / 0.075=228 Wh/kg。
三星 SDI 的 18650 和 2170
需要指出一点:维基百科上的 2170 规格,单体典型容量在 4200 mah-4800 mah 之间。也就是说 LG 化学和三星 SDI 的产品都是符合规格定义的,只有特斯拉 2170 的产品性能超出了规格,也没人去改改…
特斯拉如何在 Model 3 车体内塞进了 80.5 kWh电池?
Model 3 比 Model S 的轴距短了 85 mm,车身宽度窄了 99 mm,但最终居然塞下了 80.5 kWh 电池组。能完成这个工程挑战,2170 电池更高的能量密度功劳排第一,此外,特斯拉工程团队也做了非常多的努力。
去年的时候,Elon 在 Twitter 装模做样的说,「我注意到很多人以为Model 3 是特斯拉的下一代车型,就像 iPhone 2 和 3 一样,不是这样的」。
为什么很多人都认为 Model 3 是特斯拉的下一代车型?是谁泄密了?Elon,泄密的罪魁祸首我帮你找到了,就是特斯拉 CTO JB Straubel。2015 年 10 月,Straubel 在内华达州大学的一场演讲中曝了很多关于 Model 3 的猛料。
正在泄密的 Straubel
Straubel 介绍说,自 2015 年 9 月 Model X 实现产能爬坡、批量交付后,特斯拉工程和研发团队中大多数成员都不再为 ModelS/X 项目工作,转而投入到设计和发明 Model 3 中应用的所有新技术中。
重点来了,Straubel 亲口说,Model 3 基于一个全新的平台,特斯拉内部叫做第三代平台(Third generation)。Roadster 基于第一代平台,Model S/X 同属第二代平台。
无论(实际表现)更好还是更差,Model 3 上的大多数技术都是首次应用的。Model X 与 Model S 共用了很多通用的组件,但 Model 3 不行。我们会开发全新的平台、全新的电池架构、全新的动力总成、全新的车身架构…有大量的工作要做,其中一些我们在几年前就开始推进了。Model 3 是公司内部研发和工程投资的核心焦点。
铺垫完毕,可以说回电池部分了。2016 年 8 月 23 日,特斯拉宣布 Model S P100D 正式投产,这款车型对 Model 3 的电池组工艺验证有重要的意义。
Model S P100D 推出后,Elon 专门召开了媒体电话会,对这款车的电池组技术评价是「非常接近理论的极限」。并告诉媒体所有 P100D 车主都为 Model 3 的研发提供了支持,因为 P100D 帮助特斯拉对新电池组架构的理解更深刻。
人们通常会混淆电池和电池 Pack,以为它们是一回事,但实际上一旦你需要在一个电池 Pack 中布置很多电池,技术的复杂性将很大程度上取决于电池单元/模组的设计水平。你可以简单把电池问题视为化学问题和工程问题,但模组/Pack 问题更多是机械、电气和软件工程问题。
相对于 90D,P100D 电池组的重要改进都在模组/Pack 层面,Elon 说两款车上 18650 电芯的能量密度是一致的,但模组和电池 Pack 架构做了巨大改进。从数据上看,相对 90D,P100D 电池容量增加了 11%,重量仅增 4%,而体积完全没有变化。
(插个彩蛋:因为体积规格没变,所以特斯拉还面向 90D 车主推出了更换电池组升级续航的服务,不过价格高达 20000 美元(回收旧电池组),不知道有多少车主进行了升级。)
Straubel 说,P100D 的模组和封装技术有非常大的改进,还有完全重新设计的冷却系统。特斯拉这些年一直致力于改进电池组设计,P100D 电池组属于下一代的版本。新电池组的一些关键技术会应用在 Model 3 的电池组中。
按照业内人士朱玉龙的观点,Model 3 电池组的一个特征便是集成度极高,DC-DC 转换器、充电机、配电继电器全部集成在一起。
Jack Rickard 也在拆解后表示,高集成度让电池组的总布线长度大幅减少。Elon 之前说 Model S 线束总长 3 公里,Model 3 只有 1.5 公里,现在知道省在哪里了吧?
不要小瞧线束减重的影响,一款车的线束有几十公斤,砍掉一半对汽车轻量化、电池组能量密度提升还是很有意义的。
来源:第一电动网