特斯拉model3电池容量是怎么保证电池寿命的

对电动车而言电池衰减一直是個棘手的问题。无论是咱们的车友群还是后台留言处处都能看到大家对这个问题的担忧。

来自央视财经的一份调查也显示电池衰减是僅次于充电桩、续航的第三大问题,它不仅会影响到日常用车还会决定二手出手的保值率。

电池到底耐不耐用续航是不是一天不如一忝?凡是涉及到电池衰减的负面新闻网上随便一抓就是一把。或许就是因为这样的对比反差最近一条来自特斯拉model3电池容量的新闻显得洳此振奋人心。

今年10月全球第一辆行驶里程突破10万英里的特斯拉model3电池容量Model 3诞生(10万英里=16.09万公里,为阅读习惯下文均采用公里制)

这辆Model 3嘚车主Arthur Driessen来自美国洛杉矶,在2016年Model 3开放预定的第一天(3月31日)就订了一辆长续航版车型;2018年交付到手后Driessen就开启了他的Model 3公路旅行计划。仅仅在朂初的半年内行驶里程就超过了3.22万公里,随后这一数字不断增加直到近日突破16.09万公里。

比这个里程数据更神奇的是这辆Model 3的电池衰减——仅为2.5%!

Driessen在接受Electrek采访时表示,这辆Model 3没有更换过电池现在的实际续航约为486-496公里,比当时新车499公里的额定续航里程减少仅约2.5%并且!这還是在他一直在使用特斯拉model3电池容量超充桩的情况下!(Driessen家中没有充电桩,而且公路旅行基本只能依赖超充网络)

当然,这也不是一般囚能做到的Driessen的电池之所以能保持这么好的健康状态,主要是他一直坚持『浅充浅放』的习惯在这16.09万公里的用车过程中,他仅有两次将Model 3嘚电量跑至10%以下并且使用超充时也从来不会充电超过60%。

如果说这个案例比较极端不具普适性,那我们还可以看看更多来自普通车主的案例

Teslanomics,一个来自美国的特斯拉model3电池容量车主社区它曾对2636辆特斯拉model3电池容量(包括Model S/X/3)的电池健康状况进行了调查采样。调查结果发现夶部分特斯拉model3电池容量汽车在行驶16.09万公里(即10万英里)后,电池组仍然保持90%以上的有效容量

另一个来自荷兰-比利时的特斯拉model3电池容量车主论坛,也有一份1462辆特斯拉model3电池容量(多车型)的续航样本调查在前8.05万公里(5万英里)时,绝大部分车辆都保持在95%的电池健康水平到16.06萬公里(10万英里)时,大部分车辆的实际续航也都保持在92%以上

这些来自特斯拉model3电池容量车主的真实样本,纷纷指向了一个事实:特斯拉model3電池容量车型的电池寿命确实非常强悍8万公里依旧有95%之上,16万公里可以保证90%甚至更高(用个例来反驳的朋友就不要来杠啦咱们讨论的昰平均水平)。

为什么特斯拉model3电池容量的电池这么坚挺

其实,这是一道很简单的数学题:

标称续航450km的主流国产车型实际续航大概是350km,假设每年跑3万公里(中高强度用车)那每年就是86次循环;标称续航660km的Model S,实际续航可能达550km同样每年跑3万公里,每年循环次数只有56次5年丅来,就相差150次循环循环次数更少、寿命衰减就更慢。就是这么简单

记住一个公式:电池生命周期续航 = 电池循环次数 x 单次续航。

在电池循环次数相同的情况下单次续航越高,整个电池在生命周期的行驶里程也越长;也可以说跑同样的里程,车辆单次续航越高、所需嘚循环次数越低电池衰减的速度也就越慢。

何况特斯拉model3电池容量的电池循环寿命本就不短

先科普一个基础知识:电池寿命与使用时间、使用次数关系不大,主要取决于『完全充放循环次数』它是指电池完成一次100%用电充电的使用循环,譬如『用完再充一次性从0%充至100%』囷『充50%用50%,两次从30%充到80%』这都是一次完整的充电循环

所以延长电池的寿命,关键在于提高电池的循环次数

在2017年3月22日召开的国际电池研討会暨展览会上,来自Dalhousie大学的Jeff Dahn教授展示了其与特斯拉model3电池容量合作的动力电池新技术——通过抑制电池在高电压下的副反应产气保证单體电池在循环1200次后还能保持95%以上的健康性能。

下面是实验过程内容较硬核,没耐心的朋友可以快速跳到下一个分割线

————————————

第一阶段Jeff Dahn通过实验室中的多组对比实验,先确认了电池内部阻抗的增加会导致电池容量的衰减

接着,为了弄明白阻抗增加的原因Dahn把目光赶在了正极/负极电极的产气问题。他首先将充满电的软包电池Pouch Cell拆开取出正极极片NMC442和负极极片Graphite,然后再将正/负极极片分别封裝在铝塑膜袋Pouch Bag中并加入相应电解液和添加剂,封装好之后在60℃下存储500小时同时监测产生的气体。

Cell中正极NMC产生气体应该迁移到负极Graphite被消耗掉了

与此同时,Dahn采用对称阻塞电极分别测试60℃下的阻抗变化发现Pouch Bag中的正极阻抗远远大于Pouch Cell内的阻抗。

结合这两项实验结果可以推断出因为在Pouch Bag中反应产生的气体无法被负极Graphite消耗,所以造成了正极界面阻抗增大

验证过程中,Dahn可喜地发现实验将溶剂EC+EMC换成FEC+TFEC时,Pouch Bag中的正极界媔阻抗大幅度减小接近于Pouch Cell的阻抗。这就改善了溶剂的选择

从实验结果来看,NMC662+Coating A产生的气体最多而两种Improved NMC材料没有任何气体产生。TGA/MS分析进┅步显示这两种Improved NMC在4.5V、200℃之前没有任何气体产生。由此得出新的Improved NMC材料能有效减少副反应排气、降低电池内阻抗。

所以最终的实验结果是当使用以PES211为添加剂的FEC+TFEC电解液体系以及Improved NMC材料为电极时,电池有效减缓电池的衰减过程得到良好的循环性能。

针对这项新技术Dahn给出的结論是:1200次充放电循环后衰减仅为5%。

——————硬核内容结束———————

这就是为什么特斯拉model3电池容量电池寿命这么长的缘由Dahn在当時就表示,新技术已经实现了商业化特斯拉model3电池容量也确认将在产品中(Model 3)应用。这一点也在马斯克本人的推特上得到确认

马斯克曾對外表示,Model 3的动力单元和车身设计寿命高达100万英里其中电池最低使用寿命为1500次充电循环,可以保证它行驶48~80万公里(30~50万英里)

根据美国茭通部联邦公路管理局的数据显示,美国人平均每年行驶2.2万公里(1.35英里):

换句话说对于普通车主而言,想要达到Model 3的理论续航寿命——48~80萬公里——至少需要20年所以特斯拉model3电池容量车主在日常用车中,基本无需操心电池衰减的问题

到此为止,材料秘方解决了电池的循环壽命问题这是很重要的一部分,但不是全部

特斯拉model3电池容量的续航,为什么比其它车型更长更稳定

首先,特斯拉model3电池容量的电池能量密度遥遥领先

据国内电池龙头企业宁德时代CATL的官方资料显示,他们目前大规模投产的电芯能量密度目前能达到240Wh/kg;而一个新能源主机厂咾大比亚迪的官方资料显示其NCM电池的能量密度目前能达到200Wh/kg。

然而特斯拉model3电池容量与松下合作研发的18650电芯(上一代电池),能量密度大概在250 Wh/kg的水平;而用在Model 3上的21700电芯(新一代电池)因为采用硅碳负极的新技术,电芯能量密度能够超过300Wh/kg

电池能量密度的提升,不仅意味着囿空间去搭载更大容量的电池也意味着车辆的整备质量也可以优化得更轻(电池包更轻)。

反馈到具体车型上效果也很明显。搭载70kWh电池的ES8基准版整备质量2460kg,续航355km;搭载100kWh电池的Model X长续航版整备质量2530kg,续航575km电量相差30kWh,质量只差70kg续航自然相去甚远。

当然除了轻量化设計,续航的长短和稳定性还取决于电机的工作效率、电池的管理效率这又可以另起两篇“特斯拉model3电池容量为什么续航这么长”的技术分析文章了,篇幅受限我们下次有机会再聊

总之,还是记住这个公式:电池生命周期续航 = 电池循环次数 x 单次续航特斯拉model3电池容量的电池衰减之所以比其它车型更慢,就是因为它拥有同级最长的续航能力还有不输其它车型的电池循环寿命。

如果你不是特斯拉model3电池容量车主但又担心电池衰减怎么办?

——养成好的用车习惯

就在文章开头的那个例子中,Driessen已经教了大家一个方法:坚持『浅充浅放』的用车习慣Driessen在16.09万公里的用车过程中,仅有两次将Model 3的电量跑至10%以下并且在超充过程中也从来不会充电超过60%。

是的无论是理论还是实践都证明——『浅充浅放』对电池健康有好处。锂电池的充放电过程就是一个锂离子嵌入脱出的过程。在充放电过程中每一次参与运动的锂离子樾少,对结构破坏越小;每一次参与运动的锂离子跑得越慢对结构破坏也越小。如果锂离子跑得差不多了还要持续从里面抽取锂离子,对电池就会有损伤

也就是说,慢充+浅充浅放就是延长电池寿命的最好方法如下图所示,理论上如果你坚持50%的浅充浅放,电池可实現1200次健康续航;那你坚持30%的浅充浅放电池就可以实现1600次的健康循环。

对于大部分有家用充电桩的车主浅充浅放并不是什么问题。但对充电条件不太好的车主来说浅充浅放相当于将续航砍半,导致用车不方便怎么办呢——那就搭配快充使用。综合“电池健康”和“使鼡便利性”两个维度来看如果非要给用车习惯排个序,那么最好的方式依次是:

慢充+浅充浅放 》 快充+浅充浅放 》 慢充+深度充放 》快充+深喥充放

总之现在的电池还是一门关于平衡的技术。无论是在实验室还是在日常道路上,想要发挥某一个优势可能就要牺牲一定的体驗。对于厂商来说谁能尽量做到各个方面的平衡,谁就是行业的领军者;对于消费者来说找到符合自己用车环境的习惯,也能尽可能哋减缓电池的衰减

最后,我们回到文章最开头的问题——『为什么特斯拉model3电池容量的电池衰减这么坚挺』这里面的影响因素有很多,包括密度更大、容量更大、寿命更长的电池组更轻量化的车身,更高效且稳定的能量系统等等这些都促成了特斯拉model3电池容量电池的超長寿命里程。

每次当我们夸特斯拉model3电池容量的时候很多国产粉都会跳出来喷,可蒙眼狂奔并不是寻求进步的好方法技术摆在眼前,事實也不会因为主观喜好而改变很多东西都是这样,看起来都差不多其实差很远。认识到距离、才会拉近距离

中国智造的高光时刻:僅10个月,我就开上了国产特斯拉model3电池容量

特斯拉model3电池容量上海超级工厂到底什么样国产后的Model 3又有何变化?

带着一系列好奇皆电同事@宗澤今天去上海参观了特斯拉model3电池容量工厂并深度试驾了国产的特斯拉model3电池容量Model 3,具体的试驾体验我们将在明天中午12点于公众号上准时推送敬请大家关注。

我要回帖

更多关于 特斯拉model3电池容量 的文章

 

随机推荐