电池技术一直在变,你买的特斯拉也不是完美的!
那么,为什么马斯克急于改变特斯拉产品的电池规格,为什么21700电池会在这么短的时间内“失宠”,成为马斯克眼中的弃子?这一切还得从电池热管理和成本两个方面说起。
自燃、自燃或自燃
特斯拉的新闻从来不缺少自燃的话题。无论是在国内还是国外,无论是在路上还是在地下车库,特斯拉似乎都是一个不稳定的因素。其中12 -14生产的特斯拉车型?s是最有名的。
事实上,特斯拉最近被指控自燃。有资料显示,Model早在2012年就已经量产。s,特斯拉已经知道电池散热有问题,甚至可能导致起火,而8年后的今天,这个问题还没有解决!这个证据来自特斯拉的内部邮件,被曝光后在北美引起了很大的轰动。邮件曝光后不久,特斯拉股价大幅下跌。这件事发生两个月后,马斯克宣布特斯拉将使用4680电池。
邮件显示,特斯拉已经委托三家公司对电池散热配置进行了测试和调查,结果均显示Model?S冷却系统的端部连接配件有问题。特斯拉的电池冷却系统是通过给电池增加一个外部冷却剂管道来实现的。但管子的端部接头是铝材质,强度低,容易磨损,造成冷却液泄漏,造成汽车电瓶短路起火,或者在电瓶内部留下易燃残留物。
舆论指出,特斯拉故意隐瞒电池组的安全性,让不成熟的车型?S的强行上市最终导致了世界很多地方的自燃事件。
针对这一结果,特斯拉官方尚未表态,但众多Model?S的用户已经开始抱怨了。他们认为自己购买的产品存在客观缺陷。虽然不会出现100%的问题,但谁又能保证厄运不会降临在自己身上呢?模特?S搭载的18650电池温控性能差,有串联燃烧的可能,是很多车主担心的主要原因。
由于18650电芯组成的电池组体积较小,为了保证电池组的紧凑性,电芯之间的间隙相对较小,导致导热材料布置困难,增加了BWS“电池管理系统”的成本。毕竟要平衡这么多电池的电压是一件很麻烦的事情。
21700电池被特斯拉采用后,这一缺点得到了有效改善。在相同容量下,不仅电池数量减少,而且电池之间的间隙更大,导热材料可以更好地布置在电池之间,以平衡整个电池组的热量。但是21700电芯也有一些缺陷:21700电池组不缩小体积,无法实现扁平化散热方案,因为21700电芯还是有点矮,所以在特斯拉的电池组里还是两层堆叠的方式排列,从热管理角度来说还是有缺陷的。另外,由于单体电池容量的限制,21700的充电功率无法进一步突破,这也是制约电动汽车能量补充率的因素之一。
所以考虑到各方面的成本和性能,特斯拉采用了更高的4680电芯,实现了单层布局,让单层平板散热成为可能。
电池组平板散热的原理是将锂电池的铜阳极材料直接固定在底板上。由于铜是良好的导热材料,每个电池的热量都可以传导到底板,底板起到平衡电池温度和冷却的作用。单层扁平布局可以大大减少电池组导热材料的使用,在成本上非常有吸引力。
4680电池组的尺寸和结构比以前更加紧凑。
车辆性能改进
冷却模式改变后,特斯拉可以将电池包得更紧,电池组的体积也可以明显缩小。这是一个优点,因为质量将更集中在车辆的中心,这降低了惯性矩并改善了车辆的操控性。虽然电动车因为电池布置在地板上,重心很低,但并不代表有利于机动性。汽车理想的重心分布一定是将重量集中在车辆中部,而过多的电池组使重量分散在整车下方,不利于车辆底盘的动态变换。这次特斯拉将收缩电池组,可以有效改善电动车的短板。
另外,由于单体电池变大,正负极可以承受更大的电压差,电池的充电功率比以前高很多。优点是充电时间更短,充电时温升更低。
新4680无极电池在10%?SOC时的初始内阻为3毫欧,80%?SOC逐渐下降到2毫欧。2170蓄电池的电阻为23/20/20毫欧。我们可以看到电池的电阻降低到10%左右。相比之下,特斯拉在专利申请中标注的技术可以实现5-20倍的降低。
21700和4680电池的充电功率和时间比较
车书评论
通过技术分析可以看出,特斯拉频繁更改电池规格,是为了改善产品中的缺陷而不得不做出的。相比之下,你现在买的特斯拉产品已经不完美了。
此外,特斯拉电池的创新主要来自外围非核心结构的创新,比如通过增加电池单体的尺寸,相对降低外壳的比例。能量密度的真正提高必须也只能通过材料创新来实现。生产工艺的革新可以降低成本,但对能量密度影响不大。正负极材料的创新会带来锂电池电化学系统性能的飞跃,但需要长时间的科研和积累。
本文来自车家作者汽车之家,不代表汽车之家立场。