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解析特斯拉怎么添加动力电池的电量

解析特斯拉如何增加动力电池的电量-近期,特斯拉的100kWh车型,已经通过了欧盟认证机构RDW的评估。这意味,Model S/X 100D车型即将问世!其续航里程理论值将达到613km(基于NEDC标

  近期,特斯拉的100kWh车型,现现已过了欧盟认证组织RDW的评价。这意味,Model S/X 100D车型行将面世!其续航路程理论值将到达613km(依据NEDC规范)。

  依照欧盟规则,在欧盟成员国上市出售的车型,都必须经过其授权组织的认证方可。RDW是特斯拉托付的一家荷兰的公司,经其认证后即可取得在欧盟出售的答应。本文,咱们来探求下,这个100kWh是怎样做到的?

  

  Elon Musk从前说过,特斯拉的续航(电量)要以每年5%的速度添加。从当时电池组的迭代状况来看,这个方针根本完成。除作为入门级装备的60kWh外,70kWh、85kWh均已别离晋级为75kWh和90kWh。

  不久之后,100kWh和120kWh的电池组也将进入选配清单。现在,60kWh依然作为一个乞丐版装备存在,以促进特斯拉的销量。真实有故事的,是70kWh和85kWh,是怎样各添加5kWh电量的。

  有一点能够必定,那便是电池组电量添加过程中,其电池组的结构是没有改动的。内部电池包(Battery Module)的数量也并未产生改动。咱们先来简略了解下特斯拉电池组的内部结构。

  60kWh内部有14个电池包,每个电池包内含384个电芯,合计有5376个电芯组成;85kWh由16各电池包组成,每个电池包内含444个电芯,合计7102个电芯组成。

  后来参加的70kWh,实际上是一个75kWh电池组,经过软件约束而来的。剩余的5kWh,开始被作为一个价值3000美元的选装包供给给车主。只需经过OTA软件更新,70D就能够变为75D。

  那么问题来了,75kWh电池组是怎样来的?关于这个问题,特斯拉官方并没有做出技能解说。依据作者的判别,75kWh其实是85kWh电池组,削减2个电池包而来的。在85kWh电池中,每个电池包的容量是5.3kWh,14个这样的电池包便是74.2kWh。

  这便是70kWh、75kWh,以及85kWh之间的联系。至于60kWh,这仅仅一个为了下降准入门槛而设置的装备罢了。那么,90kWh又是怎样来的呢?

  从85kWh到90kWh,多了5kWh。是多加了一个电池包吗?在85kWh的电池组结构中,现已无法再叠加电池包。仅有的或许性便是更换了新的电芯。当然,其选用的依然是18650类型的电芯,只不过化学资料有所调整,添加了能量密度。

  在这道工序中,特斯拉将电芯的石墨阳极中,添加了少数的硅,然后提高了电芯的能量密度。

  在阳极中参加硅,已是电池范畴公认的能够提高能量密度的方法。为避免不断叠加电池包,而构成的电池组质量过大,特斯拉接下来只能把要点放在研制高能量密度的电芯上。但是,关于三元锂离子电池来说,要想经过硅来添加能量密度,远没有那么简略。

  其根本原理是:在石墨阳极中参加硅后,由于硅原子的结构比较石墨能够包容更多的锂离子,导致阳极对锂离子的吸纳才干增强。单次充放电循环中,阳极锂离子越多,能量密度也就越大。

  但是,硅在充沛吸纳锂离子后,其体积会胀大300%,比石墨吸纳锂离子后的胀大率7%要大许多。这种重复的体积改变,会构成固态电极变得“松软”,简单崩离。以此,电池的循环寿数就会下降。

  别的一层要素,是硅阳极由于充放电时的胀大/弹性特性,会损坏锂电池电解质SEI膜的构成。这个膜是在锂电池初度循环时所构成的,关于阳极资料有维护效果,能够避免资料结构坍塌。

  依据上述原因,选用硅资料做阳极,尽管能量密度能够明显提高,但也伴跟着副效果,最终会导致电池寿数缩短。所以,特斯拉采纳的计划是,逐渐在石墨阳极中添加少数的硅,在能量密度和循环寿数中寻觅平衡点。

  

  众所周知,特斯拉选用的18650电池是由松下出产的。跟着两边协作加深,特斯拉也在研制新的圆柱形电池。在Model 3正式投产后,新式21700电池将替代18650,成为新的电芯。

  21700电池依然是三元锂电池,阴极资料是镍钴铝酸锂(NCA)。这种圆柱形三元电池,是现在能量密度最高的动力电池解决计划。比较方块形电池,此类电池尽管能量密度高,但稳定性较差,需求有较为超卓的BMS(电池办理体系)支撑。

  特斯拉最早的Roadster选用的是松下的NCR18650A型电池,额外电压3.6V,容量3.1Ah。之前的85kWh电池组选用的是NCR18650B型电池,额外电压3.6V,容量3.1Ah。

   90kWh的电池类型不得而知,但应该不是直接由松下供给制品,而是特斯拉与松下一起研制,专供特斯拉车型的定制化电芯。现在,松下出产的18650电 池中,NCR18650G型是容量最高的类型,到达了3.6Ah。假如依照这个核算的话,85kWh电池组中的7102颗电芯,替换为G型电池,正好是 90kWh。

  所以,有一种或许性便是90kWh电池组中,电芯是NCR18650G型;而85kWh电池组中,电芯是NCR18650B型。总归,在电芯数量不变(电池组结构不变)的状况下,只要把单个电芯的容量提高至3.6Ah,才干保证90kWh的电量。

  而要完成100kWh,有2个计划:一是再叠加2个电池包,依照每个电池包5.3kWh的容量,正好能够得到100kWh;二是替换能量密度更高的电芯。作者以为,后者是最佳,也是最有或许的一个计划。

  由于90kWh是依据85kWh的电池组结构而来的。这个结构在18650电池标准下,现已定型,更改其规划结构的成本是很高的。事实上,电池组中现已没有空间再叠加更多的电池包了。

  假如添加电池包,不光电池组质量会添加,电池组的冷却循环体系都要改动。所以,提高电芯容量,才是最经济可行的计划。

  试想,在100kWh的电池组中,不改动电池组结构的状况下,单个电芯的容量要提高至3.9Ah,才有或许完成100kWh的容量。所以,作者猜测特斯拉现已与松下研制出了3.9Ah的18650电芯。这一劳绩只能归功于阳极中的硅。

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