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特拉斯换个电池 全世界的电动车都得跟着颤抖?

放大字体  缩小字体 时间:2017-06-09  来源:autocarweekly   浏览:776
核心提示:如果你关注特斯拉,你一定知道它正在酝酿的一大动作,就是把正在采用的18650型电池更换为2170型电池。第一个会配上新型电池的车
如果你关注特斯拉,你一定知道它正在酝酿的一大动作,就是把正在采用的18650型电池更换为2170型电池。

第一个会配上新型电池的车型,就是Model3,据悉ModelS和ModelX也有望随后进行更换。而2170型电池的主要用途,还将是在Powerwall2和Powerpack2等能源产品。

其实早在今年1月举办的CES(国际消费电子产品展)上,2170型电池就已面世。特斯拉宣布这款电池将在Gigafactory超级电池工厂生产,计划年产能35GWh/年,几乎和世界电池产能总和相当。

大部分人认为,这是特斯拉进一步提升产品力的象征。然而兴奋劲头过后,我才意识到,这件事并没有我们想象中这么简单。

18650/2170代表什么?


我们先来了解一下这些枯燥的型号代表什么。

18650型命名方式:直径为18mm,长度为65mm,“0”代表圆柱形。这与传统的3号电池尺寸很相近(17500:直径17mm,长度50mm)。除电动车,18650型电池还多用于笔记本电脑和强光手电等产品。

同样道理,2170型代表:直径为21mm,长度为70mm。末尾没有“0”的2170型,是特斯拉的独特叫法,但同样表示圆柱形电池。

以上两款电池都是特斯拉和松下的合作产品。

虽然尺寸变大了,可以看到特斯拉仍采用的是三元锂电池模式。

此前,特斯拉电池技术总监KurtKelty对这类电池的评价是:能量密度更大且稳定性、一致性更好;可以有效降低电池系统的成本;尺寸小但可控性和安全性都在不断提高。

尺寸变大了意味着什么?

ElonMusk说,“2170型电池的能量密度是世界上最高的,并且还将是最便宜的。”

原有的18650型电池由于体积受限,而且工艺已经十分成熟,能量密度提升无论是从工艺控制角度还是原材料角度,都没有突破性进展。而且考虑到成本原因,增大体积是更加明智的选择。

特斯拉提出,现生产的2170型电池系统能量密度在300Wh/kg左右,而电池系统则为250Wh/kg,提高20%。能量密度提升率相当可观。

此外,随着电芯单体体积增大,内阻减小,充放电会变得更顺畅。

采用大量小电池连接的方式,固然在灵活性和防退化上有优势,但在一个全尺寸的电动汽车内使用小型圆柱形电池组,意味着数以千计的大电流连接,且每一个接头都是引起过热的潜在源。

放在特斯拉上,代表着有7000多个潜在过热源存在。虽然特斯拉在电芯、pack、电池管理系统等电池安全技术上下足了功夫,但并不能高枕无忧。

这次将电池体积增大,接头数量也就随着减少,过热潜在源也就相应减少了。

特斯拉官方对这项新技术的价格优势颇有信心,提出:2170型电池系统成本为155美元/Wh(18650型171美元/Wh);预计售价为170美元/Wh(18650售价185美元/Wh)。不过从Gigafactory工厂的建设进度来看,2170型电池在上市初期成本优势不大。

三元锂电池安全吗?


这本是个老生常谈的话题,但因特斯拉这轮选择,还是值得简单介绍一下。

三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,会有起火风险。2016年初,三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录的计划,还因此一度被工信部叫停。针对这个问题,特斯拉采用了钢壳来保护18650型电池。

三元锂材料的热稳定性也较差,会在200度左右发生分解,且化学反映较剧烈,会释放氧分子,有连锁反应风险。而磷酸铁锂的分解温度会高到三倍以上(700-800度),且不会释放氧分子。

三元锂电池由于稳定性不突出,在受到严重碰撞时也会有起火风险。也正是这个原因,此前电动客车基本都采用了安全性能稳定、高温性更好的磷酸铁锂电池。采用三元锂电池的汽车,汽车碰撞安全性要求会更高。

特斯拉在这方面做得不错。比如在2014年,特斯拉ModelS就是当年唯一一款同时获得Euro-NCAP和NHTSA颁发的五星安全认证车型。

这得益于特斯拉良好的车身设计(全铝合金车身与高强度硼钢强化结构)、电池结构布局(电池组位于在底盘正下方)和主动安全技术的使用(无人驾驶技术下的辅助技术)。

虽然特斯拉仍旧有过安全事故,但就起火事故率来说,这套方案的安全性还是十分值得信赖。

需要注意的是,三元锂电池安全问题还是存在。特斯拉敢坚持这项技术,是源于特斯拉在提升电池安全技术外,还对传统车身安全技术进行了大量研究。

换句话说,特斯拉告诉我们这项技术有着良好的上升空间,但这并不代表任何人使用这项技术都是可行的。

特斯拉的坚持会推动三元锂电池的扩张

在政策驱动下,目前新能源汽车市场结构正在发生着变化,新能源乘用车、新能源专用车比例逐渐提升。

2016年底,三元锂电池风波在工信部发布《关于进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作的通知》后告一段落,这也意味着三元锂电池将在电动客车上重回大众视野。

电动客车霸主比亚迪,此前对磷酸铁锂电池的坚持可是有目共睹。但在同年底却一改常态,舍弃了此前秦、唐等车型所采用的磷酸铁锂电池模式,新上市的宋EV以及相继推出的秦80、唐100等车型将匹配全新的“镍钴锰”系三元锂电池。

无独有偶,北汽新能源在2015年也同样舍弃了磷酸铁锂路线,当年上市的EV200和ES210两款电动车均采用了三元锂电池。

作为行业标杆,特斯拉此次选择无疑会是业界吃了一颗定心丸。

特斯拉此次的选择对其本身来说无疑是明智的,这也正好验证了KurtKelty此前对这项技术的观点与期望。获得更高能量密度的特斯拉,必然还会进一步提高电池续航能力以及爆发力。

此前作为新兴企业,颇有大杀四方之势,现在则变得更加稳健成熟。稳中有升,这是特斯拉此举给人的印象。

三元锂电池技术在特斯拉的助推之下,相信会有更佳的发展。但我们切不可因特斯拉的成功就简单印证三元锂电池的安全可靠性。纵然三元锂电池有着很多可能性,但我们不能忽视特斯拉所做出的一系列安全措施,可不是谁都学得过来的。 
 

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