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通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品

日期:2020-10-26 13:47:14 来源:互联网 编辑:小狐 阅读人数:383

之前,马斯克在特斯拉电池日活动上宣布Model Y将率先使用最新的4680电芯,以替代刚服役不到一年时间的21700电芯。并且,之后特斯拉旗下的大多数车型都有可能会用上这一规格的电芯。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图1)

那么,马斯克为什么要急着给特斯拉产品换电芯规格,又是为什么让21700电芯在这么短的时间内“失宠”成为马斯克眼中的弃子?这一切还要从电池热与成本两方面开始说起。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图2)

自燃,自燃,还是自燃

特斯拉的新闻中从来不缺乏自燃的话题,无论是国内还是国外,无论马路上还是地下车库,特斯拉似乎都是一个不稳定因素。这其中以12年-14年生产的特斯拉Model S最为“出名”

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图3)

事实上特斯拉最近就因为自燃而身陷控诉,有资料显示,早在2012年量产Model S的时候,特斯拉就已经知道电池冷却有问题,甚至可能导致起火,而8年后的今天,这个问题仍然没有解决!这个证据来自特斯拉内部,该被曝光后在北美造成极大轰动,在曝光不久,特斯拉股价急剧下跌,而这次事件2个月后,马斯克宣布特斯拉将使用4680电芯。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图4)

据该显示,特斯拉曾先后委托三家公司调查电池冷却配置,结果均显示Model S冷却的末端连接配件有问题。特斯拉的电池冷却是通过电池加装外部冷却液管实现的,但管道末端接头使用了强度较低的铝材,很容易磨损破裂,造成冷却液泄漏,导致汽车电池短路失火,或在电池内部留下易燃残留物。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图5)

指出特斯拉故意隐瞒电池组安全性问题,让尚不成熟的Model S强行上市,最终导致了世界多地的自燃事件。

针对这一结果特斯拉尚未表态,但是众多Model S的用户已经开始了申诉,他们认为自己所购买的产品存在客观缺陷,虽然不会100%出现问题,但谁又能保证厄运不会出现在自己身上?Model S所搭载的18650电芯由于单体较多,导致温控性能较差,发生串联燃烧的可能性也比较大,这是让众多车主担心的主要原因。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图6)

以18650电芯组成的电池组由于单体体积较小,为了保证电池包的紧凑性,单体电池之间的间隙也就比较小,这就导致导热材料很难布置,也提高了BWS“电池组”的成本,毕竟需要平衡这么多电芯的电压是一件比较麻烦的事。

而在21700电芯被特斯拉采用后,这一缺点得到了有效的改善,相同容量下不仅电芯数量少了,彼此之间的空隙也更大了,导热材料能够更好地布置在电芯之间,平衡整个电池组热量。不过21700电芯也存在一些缺陷:21700并没有缩小电池包体积,也不能实现平板冷却方案,原因是21700单体还是有些短,因此在特斯拉的电池组中依然采用两层堆叠的方式进行布置,从热来说还是有缺陷。另外,由于单体容量限制,21700的充电功率也不能取得进一步突破,这是制约电动车能量补给速率的因素之一。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图7)

因此,综合各方面的成本与性能考量,特斯拉采用了更高的4680电芯,得以实现单层布局,让单层平板散热成为可能。

电池组平板散热的原理是将锂电池铜制阳极材料直接固定在底板上,由于铜是很好的导热材料,因此每个电芯的热量都能被导流至底板,而底板则起到平衡电芯温度、冷却的作用。单层平板式布局能大幅减少电池组导热材料的使用,在成本上极具诱惑力。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图8)

4680电池组体积、结构都比之前更加紧凑

整车性能提升

另外,由于单体电池变大,正负极能够承受更大的电压差,电池的充电功率也比之前要高出不少,好处就是充电时间更短,充电时温度上升更低。

新的4680无极耳电池在10% SOC时初始内阻为3毫欧姆,并80% SOC时逐渐降低到2毫欧姆。2170电池的电阻为23/20/20毫欧姆。我们可以看到,电池的电阻降低为10%左右。相比之下,特斯拉在专利应用中标注的技术,可以达到减少5-20倍的效果。

通过技术分析可以看出,你现在买到的特斯拉产品(图9)

21700与4680电芯充电功率与时间的对比图

车叔点评

通过技术分析可以看出,特斯拉频繁变化电芯规格,是它不得不做出的改变,以改善产品中出现的缺陷。相比之下,你现在买到的特斯拉产品,就显得不再完美。

另外,特斯拉电池的创新主要是来自外围非核心结构的创新,比如通过增加电池单体尺寸,相对减少外壳的占比。而能量密度的真正提升,必须而且只能通过材料创新来获得。生产工艺的创新可以降低成本,但是对能量密度几乎影响不大。电池正负极材料的创新会带来锂电池电化学体系的性能的飞跃,但是这需要经过长时间的科研积累。

本文相关词条概念解析:

电芯

电芯指单个含有正、负极的电化学电芯,一般不直接使用。区别于电池含有保护电路和外壳,可以直接使用。

电池

化学电源俗称为电池,是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能把化学能或者光能转变为电能的装置,主要有化学电池、太阳能电池和原子能电池。电池具有正极、负极之分。电池使用过程电池放电过程,电池放电时在负极上进行氧化反应,向外提供电子,在正极上进行还原反应,从外电路接受电子,电流经外电路而从正极流向负极,电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。电池放电的负极为阳极,放电的正极为阴极,在阳极两类导体界面上发生氧化反应,在阴极的两类导体界面上发生还原反应。

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