特斯拉需要將電池成本壓縮到比現(xiàn)在更低的水平，如何才能做到呢?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-28 00:14
點擊量：次
據(jù)digitaltrends報道，特斯拉汽車公司于2010年12月8日提出了“電動汽車增程混合動力電池組系統(tǒng)”(electric vehicle extended range hybrid battery pack system)的專利申請，2013年6月25日美國專利局審核通過。這套混合動力總成不會配有汽油發(fā)動機，該專利所指的混合動力系統(tǒng)實際上是從電到電，使用兩種類型電池，從理論上講能夠給予電動汽車更長的續(xù)航里程。
特斯拉的“增程混合動力電池組系統(tǒng)”包含標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池組、控制器和常規(guī)電動機。復(fù)雜的是，還另配有一個金屬空氣化學(xué)電池組。鋰離子電池組直接給車供電，金屬空氣電池組為鋰離子電池組提供電能。在特斯拉的專利設(shè)計中，金屬空氣電池組基本上取代了增程式內(nèi)燃機。金屬空氣電池能量密度高，能儲存更多的電能，理論上可以起到增程的作用，但其功率密度相對較低。
電動汽車要成為真正的主流產(chǎn)品，電池技術(shù)需要取得巨大飛躍。目前仍未夸過續(xù)航里程短、充電時間長、電池成本高三座大山，這意味著電動汽車不能平民化。特斯拉未來計劃推出的Model E正是一款針對普羅大眾的電動汽車產(chǎn)品。因此，特斯拉需要將電池成本壓縮到比現(xiàn)在更低的水平，如何才能做到呢?
特斯拉使用高能量密度的電池，這種高能量密度電池有一個巨大的缺點，即循環(huán)壽命低(500次循環(huán)周期) 。一個周期被定義為電池額定千瓦時的完整放電循環(huán)過程。沃藍達(Volt)利用了額定功率的65%，每次完全放電使用了0.65生命周期。特斯拉利用的電池額定功率接近90%，以85千瓦時版Model S為例，其單次充電續(xù)航里程為300公里，每次完全放電使用了0.9生命周期。行駛到10萬英里時，電池會放電333次。放電深度(DOD)達到90%相當(dāng)于300次循環(huán)，可輕易達到500次循環(huán)周期。沃藍達單次充電的續(xù)航里程僅為38英里，行駛到10萬英里時，電池循環(huán)周期必須達到1710次，比特斯拉高出很多。
為了解決循環(huán)壽命低的問題，特斯拉可能會增大電池。能量密度和循環(huán)壽命之間有一個權(quán)衡，更高的能量密度電池意味著較低的壽命......沒有免費的午餐。另外，循環(huán)壽命差的電池每千瓦時成本相對便宜。因此，特斯拉的電池能量密度高、循環(huán)壽命低、每千瓦時成本低。
有業(yè)內(nèi)人士分析，特斯拉的“專利”無非是一個混合動力電池，類似沃藍達的電池，可滿足日常駕駛(通常不超過40英里)，每天需要充電。根據(jù)駕駛習(xí)慣統(tǒng)計，增程電池很少被使用，因此可以是循環(huán)壽命很低的化學(xué)成分。增程電池不一定必須由金屬空氣構(gòu)成，可以是任何能量密度高、循環(huán)壽命低、成本低的化學(xué)成分。特斯拉的“增程混合動力電池組系統(tǒng)”只是一個延伸的理念。這個理念是否可取，還要看特斯拉Model E電動汽車的表現(xiàn)。
目前鋰電池組是新能源電動車的核心部件 (業(yè)內(nèi)稱之為電池PACK)，它們通過繁復(fù)的串、并聯(lián)或混聯(lián)來保證車輛運行控制所需要的電壓和容量。一個電池PACK中安裝有幾十只電池，其動力線和通訊二次線的連接工作量相當(dāng)大，且因車輛長期運行，很容易造成螺栓松動、導(dǎo)線磨損疲勞損壞而引發(fā)各種故障。新能源汽車在動力電源環(huán)節(jié)的安全性、經(jīng)濟性以及維護方便性已成為其在全球范圍內(nèi)大規(guī)模推廣的主要障礙，業(yè)內(nèi)對具有更高性價比的動力電源成套技術(shù)產(chǎn)品需求的呼聲漸高。
追日電氣電源系統(tǒng)事業(yè)部市場總監(jiān)李恒杰告訴記者，追日電氣于2012年底開發(fā)出全球首款發(fā)明專利產(chǎn)品――多功能柔性連接電池PACK，改變了傳統(tǒng)電池PACK與電池管理系統(tǒng) (BMS)之間的線束連線方式，采用彈針柔性扣蓋式連接，及集成概念的“三明治”夾心結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部將動力和通訊強、弱電隔離設(shè)計，使電池包動力大電流與電池管理系統(tǒng)采樣小電流分離，有效避免了相互間的電磁干擾，并首次采用PCB電路板用于PACK內(nèi)電池單元的數(shù)據(jù)采集。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該產(chǎn)品電池信號檢測方式可靠，在電磁干擾和信號檢測故障抑制方面都有顯著的提升。
由于該產(chǎn)品運用了先進的預(yù)裝式理念，從而大幅降低了電池箱成組生產(chǎn)過程中的人工接線復(fù)查工作量，可實現(xiàn)電池組生產(chǎn)的流水線作業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，對各種車型都有優(yōu)良的適應(yīng)性。在東風(fēng)汽車公司配套電池廠現(xiàn)場試驗顯示，該新型電池PACK 可以提高電池成組環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率10倍以上，電池維護和更換效率提高5倍以上，大幅度節(jié)省了生產(chǎn)成本，縮短了因為檢修維護而花費的時間，從而可極大節(jié)約新能源電動車社會推廣應(yīng)用的成本。
該款多功能柔性連接電池PACK已于今年2月通過國家級動力電池檢驗檢測中心的連續(xù)可靠性測試。今年5月，在亞洲最大的汽車試車場――東風(fēng)襄陽試車場，該新款電池PACK通過了整車功能性驗證和可靠性驗證：當(dāng)時車輛以每小時50公里的速度通過大量減速帶路面(俗稱“搓板路”)，車輛的垂直加速度達5G以上，在大大超出正常測試條件的情況下，其通電和通訊完全正常。
從5月至今，該產(chǎn)品在東風(fēng)氣電混合動力汽車上運行里程達20萬公里，依然穩(wěn)定可靠。6月下旬，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動車輛分技術(shù)委員會幾十名專家來到追日電氣生產(chǎn)基地對多功能柔性連接電池PACK進行現(xiàn)場考察，對其先進性和應(yīng)用前景給予了高度評價。
