鉅大LARGE | 點擊量：987次 | 2018年06月04日
特斯拉 Model 3 電池組是怎樣做到輕量化的
大家還記不記得，在 2018 年第一季度財報會議上馬斯克說過這樣一句話：特斯拉的 NCA 正極材料中的鈷含量已經低于其他電池生產商生產的下一代 NCM811。加上電池包在內，Model 3 的總重量與汽油車相當。
這句話中有兩個信息點：特斯拉在電池性能上取得突破;特斯拉電池組變輕了。
特斯拉在電池性能上的小突破，GeekCar 之前一篇文章中也講過了，今天著重講講第二點。
在文章開始之前，過一下電池包的概念：
電芯(Cell)：單體電池，可以理解成單節電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池單元：A 電芯組成一個電池單元。
模組(Module)：B 個電池單元成一個模組。
電池包/電池組(Pack)：C 個模組組合就是電動車的電池包。
科普完畢。
首先，電池包變輕了多少?把電池包重量分攤到每 kWh 來計算，Model 3 電池包的重量比原來 Model S 85D 電池包減輕了 15%，比頂配 Model S/X P100D 電池包輕 6%。簡單講就是，在同樣電池容量下，Model 3 電池包的重量更輕。
Model 3 電池組能夠實現輕量化主要還是以下幾個原因：
電芯正極材料向低鈷高鎳發展
Model 3 使用的 2170 電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到 10%以下，低于其他電池產商生產的下一代 NCM811 電池中鈷含量(即鈷含量在 10%)。這種突破使得特斯拉對鈷的需求量減少了 59%。在 2012 年，特斯拉在每輛車消耗 11kg 的鈷，到 2018 年，每輛車上消耗 4.5kg 的鈷。
另外，馬斯克還曾說特斯拉致力于提高電芯正極中鎳的含量來實現對電池包的減重。
不斷增加鎳的比例減少鈷的比例，好處是什么?使整個電池組的質量降低。也會帶來電池性能的提高，續航里程的增加，同時對電動車加速還有一定程度的增幅，當然，這些都是后話。
電池包變小了
這一點要得益于 2170 電芯，21700 電芯從尺寸以及電池容量上都比 18650 電芯要大很多，這樣就使得同等電池容量下對電芯需求量更少。
前段時間有國外團隊對 Model 3 長續航版本(電池容量為 75kWh)電池進行拆解測試，于是我們得到以下數據：
Model 3 的電池組由四個比例不同的模組構成。其中兩個模組由 25 個電池單元構成，另外兩個模組由 23 個電池單元構成。每個電池單元有 46 個 2170 電芯，Model 3 總共有 4416 顆 2170 電芯。
更早之前，有外國友人對 Model S 85D 進行拆解，我們把數據拿過來進行一個簡單對比：85D 電池包共有 16 個模組，每組有 444 節，約由 7104 節 18650 電芯組成。
從數據上就一目了然，Model 3 電芯數量少于 Model S 85D，這也使 Model 3 電池包占用空間更小。而且重量更輕。
不同于 Model S/X 的電池防撞保護設計
在 Model 3 電池組拆解視頻中可以看到 Model 3 電池防撞保護設計與 Model S/X 是不同的。
Model S 設計有一個專門用于保護電池的電池殼，重達 275 磅(約 124.74kg)，相當于電池包重量的 1/4。
但是在 Model 3 的電池包上去掉了這個設計，也就是說電池組重量減少了 275 磅。
但是為了保證安全性，特斯拉有自己的一套辦法。
在 Model S 上，高剛度的鋼在車身上使用的很少，因為有「厚重」的電池殼為電池組提供安全保護。
但是在 Model 3 上，高強度鋼的使用率大大提高。而且最主要的地方還是分布在車身以及安置電池的部分。
也就是說，Model 3 把電池防撞設計轉移至車身上。這樣一增一減下來，總體上還是把車身重量降了下來。
電池組輕量化進行中
通過由內到外的設計優化，特斯拉實現了對電池組的輕量化設計。如果你以為這就完了，那你就錯了，要知道馬斯克對于技術創新可是有很深的執念。
Our approach at Tesla was to adopt improvements as soon as they were ready. This meant we were implementing up to 50 changes per week. We often joked that if you wanted to know the 「model year」 of your Tesla, you needed to look at the individual car’s VIN number.
在特斯拉內部對于產品的更新是無時不刻的，我們每周對產品的改進多達 50 多處。所以我們經常開玩笑說，如果你想知道你的特斯拉是哪一代產品，去查看你的車輛當時的注冊碼吧。
以上這段話是特斯拉前生產副總裁 Greg Reichow 說的。也就是說，現在我們看到的 Model 3 的電池組設計并不是定型的。特斯拉依然在不斷的對電池組進行優化，不斷對產品進行迭代升級。這也是為什么特斯拉可以保持行業領先的原因。
