特斯拉電池的循環(huán)壽命不高而它跑得久的原因是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-12 11:23
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目前業(yè)內(nèi)對電池的主要關(guān)注點是，要降低電池的成本，提高電池的容量，同時又希望電池的壽命不要降低太多，能夠滿足消費者日常的使用。聽上去十分有理想。
如果你看到電池某一方面的性能特別強(qiáng)，你一定要反思一下，它付出的代價到底是什么。
在動力電池的性能上，我們目前最看重的是能量密度和壽命，其次就是充放電的速度和對溫度的響應(yīng)。能量密度提高，通常的代價是電池的循環(huán)壽命會變差，充放電速度也會變差。
比如說，和比亞迪的磷酸鐵鋰電池比起來，特斯拉的電池的確能量密度更高，但是它的循環(huán)壽命和磷酸鐵鋰卻有兩倍左右的差距。
特斯拉 18650 和寶馬 i3 電池的循環(huán)壽命對比
等等。特斯拉不是續(xù)航里程高，電池能量密度高，可以慢充也可以快充，同時衰減得也很慢嗎。
在行駛 20 萬公里之后，特斯拉的續(xù)航里程還能保持在初始續(xù)航里程的 90% 到 95% 之間。這是來自 286 位 Model S 車主的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在圖中，車主用他們可計量的單位「續(xù)航里程」來評估電池的衰減情況。
這個沒有問題。只是，續(xù)航里程代表的是在一次充放電過程中車輛所能行駛的距離。而循環(huán)壽命代表的是在一個電池有效的生命周期里，可以充放電多少次。
我們來做一個粗略的數(shù)學(xué)題。同樣跑 20 萬公里，特斯拉充放電一次跑 500 公里，跑完全程需要充放電 400 次。其他電動車充放電一次跑 200 公里，跑完全程需要充放電 1000 次。
簡單說，就是電池生命周期總續(xù)航 = 單次續(xù)航里程 ?? 循環(huán)壽命。也就是說，盡管特斯拉電池的循環(huán)壽命并沒有那么優(yōu)秀，但是它一次充放電可以跑的續(xù)航里程高，則在電池生命周期里，特斯拉能跑的總續(xù)航里程是可以比對手更高的。
所以，我們看到的結(jié)果是，特斯拉的電池不易于衰減這件事被車主們廣為稱道。但是，這并不代表特斯拉電池的循環(huán)壽命更高。特斯拉的粉絲一直堅定地認(rèn)為，特斯拉的技術(shù)水平是遙遙領(lǐng)先的（不對，這個詞現(xiàn)在已經(jīng)不能隨便用了）。
傳統(tǒng)企業(yè)的工程師出來反駁，特斯拉并沒有你們以為的那么牛。粉絲不服，那你們的續(xù)航怎么沒有超過特斯拉？工程師不想解釋，卻在私下嘀咕，我們的能量密度也很高，只是成本太高沒人用而已。
工程師覺得粉絲啥也不懂，粉絲覺得工程師都是老頑固。兩個群體就這么互相標(biāo)簽化，離多維度地還原事情的本質(zhì)這件事越來越遠(yuǎn)。兩邊的對立常常讓我困惑，為什么不能好好交流呢。
越來越多的人問我這個問題，特斯拉的電池續(xù)航能力到底有多強(qiáng)。三言兩語說不清，不如嘗試著寫一寫吧。當(dāng)然，我并不是專業(yè)工程師，有不對的地方歡迎指正。
在試著探討這個問題之前，我們先界定一下這個問題的前提條件，梳理幾個基礎(chǔ)概念。
1、車輛續(xù)航除了跟電池有關(guān)以外，還跟不同工況下的運(yùn)行有關(guān)。由于后者的問題比較復(fù)雜，今天主要來談電池。
2、電池最重要的性能參數(shù)是能量密度，能量密度有體積能量密度（Wh/L），也有質(zhì)量能量密度（Wh/kg）。我們在電池上更多談?wù)摰氖琴|(zhì)量能量密度（Wh/kg），它決定了單位重量的電池所儲存能量的大小。
3、電池的能量密度常常指向兩個不同的數(shù)據(jù)，一個是電池系統(tǒng)的能量密度，一個是電芯的能量密度。
電芯（Cell）是一個電池系統(tǒng)的最小單元，也有人描述為單體電池。你理解為單節(jié)電池就行，比如說，一節(jié)五號電池。M 個電芯組成一個模組（Module），N 個模組組成一個電池包（Pack），這就是車用動力電池的基本結(jié)構(gòu)。也有人直接把電池包叫做電池組。
Nissan Leaf 使用的是軟包電池，從上到下依次為電芯，電池模組和電池包。
其實就是一個很簡單的公式，電池包 = N·模組 = N·（M·電芯）。
4、由于電池包關(guān)系到電池最終的形狀和車輛布置，大部分廠家會選擇采購電芯，自己來做電池系統(tǒng)。電池系統(tǒng)的能量密度和電芯選型有關(guān)，比如圓柱電池因為單個電芯容量小，電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在單個電芯能量密度占優(yōu)勢的前提下，電池系統(tǒng)的能量密度相對會低一些。
