1. 單體能量的增加與系統能量增加的差異性
還是以Hitech Energy的計算為例,10S4P的18650和10S3P的21700的能量基本一樣,那我們僅考慮單體的密集堆積進行計算,可以得出:30支21700的體積是40支18650體積的1.1倍,質量則為0.97倍。
(註:21700電池的質量62.8g為按能量密度提高4%後的估算值。)
這僅僅是簡單的從單體的密集堆積角度考慮,在實際設計中還存在三個問題需要進一步核定:
1) 單體電池之間的安全冗餘空間的調整
由於21700 /20700 /20650電池容量的增加在實際PACK設計中需要考慮單支電池安全失控後對周圍電池的影響及問題的可控性,所以需要重新計算電池之間的「安全設計距離」,這個距離肯定要大於18650的(b > a),這進一步增加了體積。
2) PACK零部件減少帶來的總體質量的下降和成本的下降
採用20700 /21700 /20650後,由於同等能量下,電池數量減少(以21700為例,減少1 /3),這會帶來整個Pack內部金屬連接件數量的減少,這會進一步降低電池Pack的質量。
同時按Tesla提供的pack的成本佔據總系統成本的 ~ 24% (每年按生產10萬個70 kWh系統的量核算),那麼零部件的減少對整體成本的降低還是有一些貢獻的。
3) 「無用」空間的「有效」使用問題
在18650系統空間排布中,必定會出現「無用」空間,但這些空間在採用20700 /21700 /20650後可能會得到有效使用。這僅是初判,真實情況取決於整車Pack的空間布局,這對Tesla這種企業是可知的,他們肯定測算過N次,這也是他們所提及的。但對國內18650電池廠而言,面對眾口難調的整車廠,這點是很不確定的,也許更改後「無用」空間會更多。