鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：519次 | 2022年07月07日
揭秘：TSLA Model 3 電池組是如何做到輕量化的？
大家還記不記得，在2018年第一季度財(cái)報(bào)會(huì)議上馬斯克說(shuō)過(guò)這樣一句話：
TSLA的NCA正極材料中的鈷含量已經(jīng)低于其他電池生產(chǎn)商生產(chǎn)的下一代NCM811。加上電池包在內(nèi)，Model3的總重量和汽油車相當(dāng)。
這句話中有兩個(gè)信息點(diǎn)：TSLA在電池性能上取得突破；TSLA電池組變輕了。
TSLA在電池性能上的小突破，GeekCar之前一篇文章中也講過(guò)了，今天著重講講第二點(diǎn)。
在文章開(kāi)始之前，過(guò)一下電池包的概念：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電芯（Cell）：?jiǎn)误w電池，可以理解成單節(jié)電池；
電池單元：A電芯組成一個(gè)電池單元；
模組（Module）：B個(gè)電池單元成一個(gè)模組；
電池包/電池組（Pack）：C個(gè)模組組合就是電動(dòng)汽車的電池包；
科普完畢。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
首先，電池包變輕了多少？把電池包重量分?jǐn)偟矫縦Wh來(lái)計(jì)算，Model3電池包的重量比原來(lái)ModelS85D電池包減輕了15%，比頂配ModelS/XP100D電池包輕6%。簡(jiǎn)單講就是，在同樣電池容量下，Model3電池包的重量更輕。
Model3電池組能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化重要還是以下幾個(gè)原因：
電芯正極材料向低鈷高鎳發(fā)展
Model3使用的2170電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到10%以下，低于其他電池產(chǎn)商生產(chǎn)的下一代NCM811電池中鈷含量（即鈷含量在10%）。這種突破使得TSLA對(duì)鈷的需求量減少了59%。在2012年，TSLA在每輛車消耗11kg的鈷，到2018年，每輛車上消耗4.5kg的鈷。
另外，馬斯克還曾說(shuō)TSLA致力于提高電芯正極中鎳的含量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池包的減重。
不斷新增鎳的比例減少鈷的比例，好處是什么？使整個(gè)電池組的質(zhì)量降低。也會(huì)帶來(lái)電池性能的提高，續(xù)航里程的新增，同時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車加速還有一定程度的增幅，當(dāng)然，這些都是后話。
電池包變小了
這一點(diǎn)要得益于2170電芯，21700電芯從尺寸以及電池容量上都比18650電芯要大很多，這樣就使得同等電池容量下對(duì)電芯需求量更少。
前段時(shí)間有國(guó)外團(tuán)隊(duì)對(duì)Model3長(zhǎng)續(xù)航版本（電池容量為75kWh）電池進(jìn)行拆解測(cè)試，于是我們得到以下數(shù)據(jù)：
Model3的電池組由四個(gè)比例不同的模組構(gòu)成。其中兩個(gè)模組由25個(gè)電池單元構(gòu)成，另外兩個(gè)模組由23個(gè)電池單元構(gòu)成。每個(gè)電池單元有46個(gè)2170電芯，Model3總共有4416顆2170電芯。
更早之前，有外國(guó)友人對(duì)ModelS85D進(jìn)行拆解，我們把數(shù)據(jù)拿過(guò)來(lái)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單比較：85D電池包共有16個(gè)模組，每組有444節(jié)，約由7104節(jié)18650電芯組成。
從數(shù)據(jù)上就一目了然，Model3電芯數(shù)量少于ModelS85D，這也使Model3電池包占用空間更小。而且重量更輕。
不同于ModelS/X的電池防撞保護(hù)設(shè)計(jì)
在Model3電池組拆解視頻中可以看到Model3電池防撞保護(hù)設(shè)計(jì)和ModelS/X是不同的。
ModelS設(shè)計(jì)有一個(gè)專門用于保護(hù)電池的電池殼，重達(dá)275磅（約124.74kg），相當(dāng)于電池包重量的1/4。
但是在Model3的電池包上去掉了這個(gè)設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)電池組重量減少了275磅。
但是為了保證安全性，TSLA有自己的一套辦法。
在ModelS上，高剛度的鋼在車身上使用的很少，因?yàn)橛小负裰亍沟碾姵貧殡姵亟M供應(yīng)安全保護(hù)。
但是在Model3上，高強(qiáng)度鋼的使用率大大提高。而且最重要的地方還是分布在車身以及安置電池的部分。
也就是說(shuō)，Model3把電池防撞設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移至車身上。這樣一增一減下來(lái)，總體上還是把車身重量降了下來(lái)。
電池組輕量化進(jìn)行中
通過(guò)由內(nèi)到外的設(shè)計(jì)優(yōu)化，TSLA實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池組的輕量化設(shè)計(jì)。假如你以為這就完了，那你就錯(cuò)了，要了解馬斯克有關(guān)技術(shù)創(chuàng)新可是有很深的執(zhí)念。
OurapproachatTeslawastoadoptimprovementsassoonastheywereready.Thismeantwewereimplementingupto50changesperweek.Weoftenjokedthatifyouwantedtoknowthe「modelyear」ofyourTesla,youneededtolookattheindividualcar’sVINnumber.
在TSLA內(nèi)部有關(guān)產(chǎn)品的更新是無(wú)時(shí)不刻的，我們每周對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)多達(dá)50多處。所以我們經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)，假如你想了解你的TSLA是哪一代產(chǎn)品，去查看你的車輛當(dāng)時(shí)的注冊(cè)碼吧。
以上這段話是TSLA前生產(chǎn)副總裁GregReichow說(shuō)的。也就是說(shuō)，現(xiàn)在我們看到的Model3的電池組設(shè)計(jì)并不是定型的。TSLA依然在不斷的對(duì)電池組進(jìn)行優(yōu)化，不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行迭代升級(jí)。這也是為何TSLA可以保持行業(yè)領(lǐng)先的原因。
但是有一個(gè)問(wèn)題，在2170電芯能量密度的突破逐漸趨于極限之后，TSLA下一步的選擇會(huì)是什么？固態(tài)電池？超級(jí)電容？還是其他什么？
