“创新是整个系统上的问题。”
上次Jack Rickard拆解model 3的电池包已经是半年多前的事了,当时他更多是集中在系统和电控层面。前两天他又拆解了model 3的电芯,总共2个小时的视频,看的我真的差点睡着了。还好关于model 3的信息现在已经足够多了,到没有太多新的内容。Jack讲的pack层面上的冷却和封装等内容就不多说了,电芯上的改善可以稍微看一下。
之前,其实油管上也有人拆解过从Gigafactory弄到的2170电芯,只不过一些数据和Jack的不太一样(参考:特斯拉的2170电池里到底是咋回事?)。
Jack拆解2170后,与之前的18650做了全面的对比。
model 3的2170
重量:70g
体积:970mm3
容量:4.8Ah/17.3Wh
密度:247Wh/kg
model S/X的18650
重量:45g
体积:660mm3
容量:3.0Ah/10.8Wh
密度:240Wh/kg
很明显,由于电芯的体积增加了接近50%,所以整体容量也提高了50%以上,同时密度也有所提高。
model 3的电池性能整体来讲不只是在电芯层面上有所改进,也很大程度依赖着系统层面上的改进。model 3相比model S在电池包层面上密度从126.7Wh/kg提高到了159.5Wh/kg。当然这些也和model 3高度集成和高效的电子电气部分有关系,比如OBC、DC-DC转换器、高压接线盒之类。而这些在model S时期都是比较分散的(可以参考之前的model 3电池相关的文章)。
model3的集成化,全部挤压在Penthouse里
model S电气部件分散在车的前后
这些改进表明,特斯拉不断地在电池包和车辆设计层面进行着极致的创新。可能就因为如此,特斯拉新的车型或是小改款之类总是很让人期待和兴奋的原因吧。电芯密度的提升到某个阶段一定会面临瓶颈的,所以很自然要在其它电气部分上多下功夫,提高能效。
大家都知道特斯拉一直在改进电芯的化学成分(高镍低钴)。对于电芯的材料部分,Jack特别强调比起一直被炒的很热的钴,镍和石墨更值得关注,因为它们才是构成电芯最主要的两种材料(正极与负极,其中硅粉在负极中其实比例没那么大),而其它材料的采购特斯拉已经在很大程度上都解决了。其中石墨价格又比较便宜,所以不用太担心,相反镍的价格很大程度上取决于硫酸镍的价格。特斯拉继续在努力减少钴含量,因为在加拿大采购,从供应链的角度来看,这在很大程度上不是问题。但钴的毒性是一个真正的问题,也是特斯拉计划在未来几年要逐步淘汰钴的主要原因之一(估计是考虑到回收的问题)。
当然,电芯材料的改进也不都是好消息,因为新的化学成分由于能量密度提高,导致可燃点下降到了150-180°F(65-82℃),而18650电池的可燃点为350°F(176℃)。正因为如此,可能也是特斯拉为何在model 3电池包上的冷却系统做的如此足的原因。
老的model S时期,甩龙式冷却带,冷却液冷却一圈后到末端已经很热了
P100时期,改进了一点,用了两根冷却带
model 3时期,每行都是独立冷却带
说到model 3电池包的生产效率,自2017年6月开始投产后,特斯拉已经大大改善了model 3电池包的组装时间。从最初需要7个小时,到现在已可以达到17分钟。虽然这并不会提升车辆本身的性能,但也表明特斯拉在生产上正在不断进步,离真正的平价版(standard version)更近一步了。
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