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TSLAModel 3電池組揭秘:低成本、易生產、高能量密度

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年01月07日  

TSLA在今年CES上公布了2170電池,已經量產的Model3正是搭載的2170電池,由Gigafactory超級電池廠生產,而ModelS、ModelX則繼續沿用18650電池


所以Model3的電池組,一定程度上也反映出TSLA新的設計理念:在成本、能量密度和安全性三者之間找到平衡點。


標準版Model3的續航里程是350公里(EpA),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(brick)」。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。


不過按照計劃,上面介紹的標準版Model3得等到今年下半年才會量產。目前,TSLA廠正在生產的是「長續航」版本的Model3,即首批交付的那批車。


長續航版Model3配備了74kWh電池組,使用了4416節2170電池,每46節電池構成一個電池磚。和標準版Model3相同,這些電池磚被分為4個模塊。


從每個電池模塊包含的電池數量來看,Model3和ModelS/X有很大不同,即電池組內「電池模塊」數量更少。


(參考:TSLA最大容量的100kWh電池組,使用了8256節18650電池,每516節電池單體構成一個電池模塊,共計16個電池模塊)


電池組布局請看下圖,右邊是車頭位置:


說簡單點,Model3的電池組是這樣的:2170電池單體→電池磚→電池模塊→電池組;ModelS/X的電池組是這樣的:18650電池單體→電池模塊→電池組。


以上就是Model3電池組和ModelS/X電池組的重要差別,也代表了TSLA兩代電池技術。當然,還有一些細節差異:


1.Model3并未考慮電池組的「快拆」。


眾所周知,ModelS是有換電能力的,依靠一套全自動設備,就能將電池組在幾分鐘時間內更換完畢,所以電池組上有很多換電所需的螺栓。在2016年五月,TSLA新建了一個換電站,但鮮有人去。


所以Model3電池組的結構更簡單,螺栓更少。


2.Model3并未考慮「自動充電」。


今年五月,TSLA一份充電專利被曝光:TSLA在電池組下方設計了一個充電口,車停在車位上之后,下方的自動充電裝置會把充電插頭自動插入充電口。這套自動充電裝置自帶冷卻系統,加強散熱可以滿足更高的充電功率。


在Model3上,只能通過車尾的充電口充電。


3.Model3的電池保溫系統更節能,間接減輕了車重。


電池組和我們人類相同,不能太冷也不能過熱。電動汽車的電機運轉時會出現大量的熱量,Model3拋棄了以往專門的電池組加熱裝置,通過電機出現的熱量即可加熱電池組。


即使在停車的時候,Model3也能通過一個「熱量控制器」,給電機通過電流以出現熱量,進而加熱電池組。能夠在停車的時候加熱電池組,才能保證在冬天使用超充時保證充電效率。


(非電動汽車從業者,翻譯不準請諒解)


1.充電口連接器2.快充電流接觸器總成3.通往pCS的冷卻管4.功率轉換器(pCS)5.高壓控制器6.低壓連接器7.pCS的12V輸出口8.正極高壓電開關9.通往pCS的冷卻管10.通往乘客艙取暖器、空調壓縮機的高壓電連接器11.乘客艙取暖器、空調壓縮機和pCS直流輸出保險12.后軸電機高壓電連接器13.高壓電熱熔斷器14.未注明15.前軸電機高壓電連接器16.負極高壓電開關17.三相交流電連接器


和之前的ModelS/X相比,不難看出Model3的電池組設計「簡潔」多了,向易生產、低成本的目標在靠攏。


同樣,在積累了多年的數千節柱狀電池管理相關經驗后,TSLA的技術路線輕易不會改動,更何況已經斥巨資和松下新建了Gigafactory專門生產2170電池。


從TSLA成立的2003年,再到2012年向美國本土客戶交付ModelS,TSLA最新的電池技術積累得以在Model3這輛車上體現。


想必,在Model3交付的同時,下一代電池技術已經在秘密研究之中了。


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