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特斯拉钴酸铁锂电池应用的是与非

2018-09-18 00:30:57 作者: 0人读过 | 我要赞

特斯拉钴酸铁锂电池应用的“是与非”

特斯拉的成功被许多分析归功于成功的市场定位与营销手段,这点不置可否,但想必在技术上它也使了大招儿。电池不给力始终是电动汽车发展的瓶颈

特斯拉钴酸铁锂电池应用的是与非

,电动汽车的发展习惯性地依赖于电池技术的突破。然而,特斯拉似乎绕开了这一难题,用的是现成的、笔记本电脑上常用的那种电池,这似乎给电动汽车行业发展提供了新的思路。

6831节电池

特斯拉使用的是技术成熟度和标准化程度较高的松下NCR18650A型号钴酸锂电池,它普遍运用于笔记本电脑,但需要使用更多的电池以满足一定的续航里程,像85kwh电池包大概需要6831节,其电源管理系统的复杂程度可想而知。

对此,特斯拉把络控制领域用程序控制上万台服务器的模式搬到了特斯拉电池系统控制领域,用分层次管理的办法进行控制————69个电池单元并连成一个电池组,9个电池组又串联成一个电池方块,最后再串联成整块电池板。每个电池单元、电池组和电池方块都有保险丝,每个层级都会有电流、电压和温度的监控,一旦电流过大立刻熔断。电池包中,电池方块是最小的可以更换的单元,也就是说,如果某节电池出问题需要更换,只能将包含这节电池的电池方块进行更换。

为什么是69个电池单元组成一个电池组,9个电池组组成一个电池方块?据了解,这都是特斯拉员工用一年多时间反复试出来的,为了保障这些电池一起运行时的安全,早期的员工还都用晚上的时间来引爆电池,测试它们的热性能。最终工程师们偶然想到了一个设计,给每块电池设置一个缓冲空间和冷却液,让电池之间进行隔离。

中国电动汽车怎么不采用这种方法?像以比亚迪E6为代表的大型单体电池路线大概只使用了96节单体电池。业内人士告诉作者,相对于容量小的NCR18650A电池,采用大容量电池可以减少电池数量,从而降低成组难度,电池包控制系统更容易设计。而且,由于车企要负责电池控制系统的研制,所以更倾向于使用数量更少的大容量电池。

426km续航里程

除了以先进的电池管理技术成为电动汽车行业”发聩之声”,特斯拉另外的制胜之处还在于遥遥领先于现有其他电动汽车的续航里程。

据了解,美国国家环境保护局给出的特斯拉Model S电动车的官方续航里程为426公里,而其他品牌电动车较好的续航里程表现也就二三百公里。作者还向特斯拉销售人员了解到,即便在极寒、全车加热、开窗、拥堵、颠簸等最恶劣的条件下,续航里程也能达到三百多公里。此外,虽未经验证,有一位车主称2.1吨的特斯拉可以跑到609公里。

”这或许与特斯拉具备的单踏板驾驶技能有关。”销售人员告诉作者,踩下电力踏板给电机通电,松开电力踏板(如下坡)通电停止,在电机尚未停止的情况下会产生一个反向的电力,这以往会被浪费掉,在特斯拉身上却被回收到电池系统中,这样的充电效果非常惊人(虽然能量损失会带来一点点制动的感觉,但非常轻微)。一位Model S车主也就此讲到,他曾驾驶特斯拉跑纽约的面包山,77英里上坡路上去后剩余53英里,由于电力回收,下坡路下来剩余公里数就变成62英里了。

特斯拉的续航里程还有新的目标。电池容量是影响纯电动车续航里程最关键的因素之一,特斯拉目前的NCR18650A电池容量3100mAh,松下承诺将推出4000mAh的电池,若使用同样数量的电池,续航里程或将提升至600余公里。只是目前考虑到成本和性价比,Model S车型或将主要采用NCR18650A电池。

如此惊人的续航里程,也有人曾提出质疑。李书福就曾指出,表面上续驶里程惊人的特斯拉,其实是用最笨的办法解决了电池难题。ModelS采用6831节松下18650钴酸锂电池,可提供85kwh的电量,足以支持2.1吨重的ModelS最高达480公里的续驶里程。

但也有人就此反驳,人们对马斯克的崇拜正是因为他可靠地控制了这6831节小电池。此前一些豪华车品牌也尝试过特斯拉这种18650的路线,但均止步于复杂的电源管理系统。而特斯拉目前已经将电池包等开发设计服务,提供给了丰田和奔驰公司,还向波音公司提议,向其提供锂电池技术,以替换波音787客机上着火的电池。

3场安全风波

随着特斯拉三起着火事件发生,质疑声又逐渐向电池的安全性上转移。很多人愿意拿它与比亚迪纯电动车运用的,其自主研发的磷酸铁锂电池比较,认为后者虽然比钴酸锂电池能量密度低,但稳定性更高,更加安全可靠。

几个技术参数可以说明这一点。从能量密度看,钴酸铁锂电池的能量密度为150160瓦时/千克,磷酸铁锂电池的能量密度为10010瓦时/千克。从热稳定性看,钴酸铁锂电池在摄氏180度时会分解并释放氧气,磷酸铁锂电池在摄氏600度时结构依然稳定,不会释放氧气。从应用领域看,钴酸铁锂电池主要用在、笔记本电脑上,用在汽车上的例子主要是特斯拉,磷酸铁锂电池主要用在汽车、储能电站上,如比亚迪。从化学原理及使用寿命看,磷酸铁锂电池使用了三价铁,无法再进行化学变化,因而寿命更长。

虽说在美国全国公路交通安全管理局之前的碰撞测试中,特斯拉Model S获得了最高安全评级,而且不仅整体获得5星安全评级,各分类测评中也均获5星(只有1%的车型在这一测试中能获得如此好的成绩),但着火之后有人对此缺少信服,”电动车应该有专门的碰撞测试,与普通车型区别开。”

特斯拉正面临车型安全诉讼的考验,它被指责面对Model S车型起火问题发表误导声明,没有披露底盘和锂离子电池组的防护及起火隐患。

特斯拉公司CEO马斯克表示:”特斯拉S型电动车在世界上任何地方都没有出现一例死亡或严重伤害案例。而且相比烧汽油的汽车,特斯拉着火的可能性要小5倍。””但是起火事件还是提醒我们,告别燃油的锂离子电池本身也有风险,”美国Automotive News评论。

劳伦斯伯克利国家实验室的科学家芬凯特斯利尼瓦塞则认为,在那样的外力条件下,任何电池都会出问题,这就是现实。

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