鉅大LARGE | 點擊量:1170次 | 2019年09月08日
解析:特斯拉如何增加動力電池的電量
近期,特斯拉的100kWh車型,已經通過了歐盟認證機構RDW的評估。這意味,ModelS/X100D車型即將問世!其續航里程理論值將達到613km(基于NEDC標準)。
按照歐盟規定,在歐盟成員國上市銷售的車型,都必須經過其授權機構的認證方可。RDW是特斯拉委托的一家荷蘭的公司,經其認證后即可獲得在歐盟銷售的許可。本文,我們來探究下,這個100kWh是如何做到的?
ElonMusk曾經說過,特斯拉的續航(電量)要以每年5%的速度增加。從當前電池組的迭代情況來看,這個目標基本實現。除作為入門級配置的60kWh外,70kWh、85kWh均已分別升級為75kWh和90kWh。
不久之后,100kWh和120kWh的電池組也將進入選配清單。目前,60kWh仍然作為一個乞丐版配置存在,以促進特斯拉的銷量。真正有故事的,是70kWh和85kWh,是如何各增加5kWh電量的。
有一點可以肯定,那就是電池組電量增加過程中,其電池組的結構是沒有改變的。內部電池包(BatteryModule)的數量也并未發生改變。我們先來簡單了解下特斯拉電池組的內部構造。
60kWh內部有14個電池包,每個電池包內含384個電芯,共計有5376個電芯組成;85kWh由16各電池包組成,每個電池包內含444個電芯,共計7102個電芯組成。
后來加入的70kWh,實際上是一個75kWh電池組,經過軟件限制而來的。多余的5kWh,最初被當做一個價值3000美元的選裝包提供給車主。只要通過OTA軟件更新,70D就可以變為75D。
那么問題來了,75kWh電池組是怎么來的?關于這個問題,特斯拉官方并沒有做出技術解釋。根據作者的判斷,75kWh其實是85kWh電池組,減少2個電池包而來的。在85kWh電池中,每個電池包的容量是5.3kWh,14個這樣的電池包就是74.2kWh。
這就是70kWh、75kWh,以及85kWh之間的關系。至于60kWh,這只是一個為了降低準入門檻而設置的配置而已。那么,90kWh又是怎么來的呢?
從85kWh到90kWh,多了5kWh。是多加了一個電池包嗎?在85kWh的電池組結構中,已經無法再疊加電池包。唯一的可能性就是更換了新的電芯。當然,其采用的依然是18650型號的電芯,只不過化學材料有所調整,增加了能量密度。
在這道工序中,特斯拉將電芯的石墨陽極中,添加了少量的硅,從而提升了電芯的能量密度。
在陽極中加入硅,已是電池領域公認的可以提升能量密度的辦法。為避免不斷疊加電池包,而造成的電池組質量過大,特斯拉接下來只能把重點放在研發高能量密度的電芯上。然而,對于三元鋰離子電池來說,要想通過硅來增加能量密度,遠沒有那么簡單。
其基本原理是:在石墨陽極中加入硅后,由于硅原子的結構相比石墨能夠容納更多的鋰離子,導致陽極對鋰離子的吸納能力增強。單次充放電循環中,陽極鋰離子越多,能量密度也就越大。
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