特斯拉又吹了一波Model3新電池組 但沒告訴你這些

【觀察者網汽車頻道 文/徐喆】特斯拉近日罕見的公佈了Model 3的電池技術明細，這一款神秘的2170鋰電池究竟是何方神聖？

據外媒報道，特斯拉在近日給股東發送的郵件中公佈了Model 3的電池明細，其中就包括了其電池原材料的新配比。從這份明細中看，特斯拉從幾年前就開始強調的，所謂的能量密度“行業第一”，是否如期所説就還真是不好説了。

新電池配方能量密度行業第一？

縱觀整個新能源汽車架構，電池堪稱是整個汽車的心臟。而能量密度問題又是電動車發展的“第一性矛盾”。換句話説，只要電池能量密度上去了，電動車技術就基本成熟了。

早在去年馬斯克公佈Model 3所採用的電池組時我們就知道，特斯拉使用了其公司最新的電池配比技術，淘汰了松下18650電池，而改用2170新型電池，由在內達華州的“超級電池工廠”（Gigafactory）生產。

同為圓柱形鋰電池，2170新型電池的規格為直徑21毫米、長度70毫米，就理論上限方面要比18650型（直徑18毫米、長度65毫米）更有利。為此，2170鋰電池率先被使用到Model 3中。

2170新型電池的規格為直徑21毫米、長度70毫米

2170電池是三元鋰電池，陰極材料是鎳鈷鋁酸鋰（NCA），它是目前能量密度最高的動力電池解決方案。該型號電池採用硅碳負極，將電芯能量密度提升到300Wh/kg。相對於18650的232Wh/kg來説，2170提高了20%的能量密度。

從市售產品上來看，這樣的能量密度，特斯拉確實領先。

以比亞迪為例，其現今所提供的三元鋰電池基本在200WH/kg左右。而根據《中國製造2025》動力電池發展規劃，國產電池能量密度預計要到2020年才能達到300Wh/kg。

我們知道，特斯拉的能量密度之所以領先，是因為他們降低了每個電池組的鈷含量，增加鎳含量並保持優異的熱穩定性來實現這一目標。

雖然在過去這一年中，全球鈷金屬價格翻倍，特斯拉也正準備在電池開發上大幅降低鈷含量，並同時提升鎳含量，在保證能量密度增加的同時也提高電池的耐熱效率。包括在電池關鍵的陰極化學物質配比上進行的一些調整，其鎳鎂鈷的配比已經低於其他電池企業8:1:1的比例。因此，Model 3的整車重量正趨近於燃油車，這也對2170電池能量密度的肯定。

但無論如何，在Model 3未透露更為明確的電池密度信息前，仍無法確定其“行業第一”的名頭。

特斯拉電池組衰減率十萬公里僅5%？

與此前的Model S和Model X都不同的是，特斯拉在發佈Model 3時沒有采用常規的“千瓦時”來表示其電池組容量，而只是給出了一個充電速率：在240V、30A的情況下，每小時充電可以行駛30英里（約合48.28公里）。

那麼問題來了，Model 3的電池容量有多大？

或許對消費者來説，Model 3的電池容量數值幾何並不一定要了解透徹，但對美國環境保護署（EPA）來説卻是必須掌握的。根據此前EPA官方認證信息，標準版Model 3續航里程為350公里，電池組容量為50kWh，使用了 2976 節 2170 電池，每 31 節電池構成一個電池磚。這些電池磚又被分為 4 個模塊，其中2組包含23個電池磚的模塊，2組包含25個電池磚的模塊。

特斯拉電池組

特斯拉電池組佈局

Model 3長里程版的續航里程能夠達到500公里，電池組容量達到了80.5kWh，使用了4416節2170電池，每46節電池構成一個電池磚。和標準版Model 3一樣，這些電池磚被分為4個模塊。

目前針對電池容量，特斯拉在不斷迭代技術。Elon Musk曾經説過，特斯拉的續航能力要以每年5%的速度增加。若想實現這一目標，需要從多個方面入手，其中很重要一個方面就是增大電池容量。

那麼，特斯拉的電池那麼牛，衰減率又是如何？

對任何可充電電池來説，衰減是必然的。隨着充電循環次數的增加，電池中正負極的反應材料會產生損失，電解質的性能也會下降，導致整個電池的實際電量縮減。

一般來説，以化學性質比較活潑的鋰電池為例，在500個充電循環之後，其電量會衰減至80%左右。

據Engadget報道，一份針對350多位特斯拉真實車主的調研數據顯示，在行駛了10萬公里之後，Model S/X的電池容量縮水幅度為5%。在30萬公里後，多數特斯拉還能保證90%以上的電池容量。在80萬公里之後，依然還能維持在80%以上的水準。

並且，頻繁的充放電，甚至可以減緩衰減。

對於Model S/X，特斯拉從來沒有對其電池健康度做承諾。不過Model 3倒是有官方數據，即20萬公里之後，仍可以維持在70%以上的容量。

但事實真有特斯拉官宣得那麼理想嗎？我們找到了這樣一個報道。

2017年，一個以特斯拉為出租車的營運車隊中，15輛租賃車被拍賣12輛，法院對車輛殘值採用電池包的實際殘存容量進行估算。

這12輛特斯拉S85平均行駛里程16萬公里，原始續航力550公里，現在平均續航力剩下361公里。也就是説行駛16萬公里後衰減了34.36%，等同電池早已達報廢標準，於是法院得出了這批車輛的殘存價值。

當然，這批車是營運用車輛，車不是自己的，司機不會特別愛惜，但12輛車平均循環290多次就衰退34.366%，這樣的結果也是與其官宣的5%相差甚遠。

電池管理系統是核心

前文提到的，電動汽車的核心是電池，而電池的核心在電池管理系統（Battery Management System，簡稱BMS）。國內外許多新能源汽車企業都將電池管理系統作為企業最核心的技術來看待，包括特斯拉。

電動汽車電池管理系統（BMS）是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括：電池物理參數實時監測；電池狀態估計；在線診斷與預警；充、放電與預充控制；均衡管理和熱管理等。

在特斯拉電動汽車“三大件”中，電池來自松下，電機來自我國台灣供應商，而只有電池管理系統是其自主研發的核心技術。2008年至2015年期間，特斯拉所申請的核心知識產權大都與電池管理系統相關，由此可見電池管理系統對於新能源汽車的重要性。

特斯拉純電動汽車採用的是液冷式電池熱管理系統。車載電池組由6831節18650型鋰離子電池組成，其中每69節並聯為一組（brick），再將9組串聯為一層（sheet），最後串聯堆疊11層構成。電池熱管理系統的冷卻液為50%水與50%乙二醇混合物。

對於為什麼採用“69×9”這種串並聯方式，特斯拉的電控專家馬克•塔潘寧的解釋這是“試出來的”最佳效果。

在國內電動汽車廠商選擇了更“聰明”的技術路線時，特斯拉採用似乎是世界上最“笨”的方法——7000個電池，一次次的試驗。

反觀中國市場，中國新能源汽車的銷量正以每年翻番的速度進行增長，無論是傳統汽車廠，還是“新造車企業”們，都鉚足了勁想從中撈一杯羹。而在三元鋰電池領域，中國不乏生產廠家，比如寧德時代。

因此，實現本地化生產對於特斯拉進一步開拓中國市場來説至關重要。特斯拉去年在中國市場的營收增長了兩倍，達到逾10億美元，中國市場顯然是他們的救命稻草。

那麼，特斯拉要想贏得中國市場，還需要換個思路。

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