為什麼特斯拉不用大容量單體電池,而要用7000多節小容量電池?

2020-12-25 老司機侃侃車

我們都知道,早期的特斯拉使用的是18650電池,目前使用的是能量密度更高的21700電池,但是無論是哪種電池,它都是圓柱狀的小容量電池。那麼為什麼特斯拉汽車不用容量更大的單體電池做電池組,而要用7000多節小容量電池?

特斯拉有兩項技術獨步全球,第一個就是自動駕駛技術,第二個就是電池管理技術,而特斯拉的電池管理技術之所以先進,和使用小容量電池有很大的關係。為什麼不使用包裝更薄,更輕更省空間的層疊式鋰離子電池,其實特斯拉的工程師有他們的考慮。

成本

首要的考量就是成本,特斯拉最開始使用的18650電池是一種非常成熟問世已久的電池,松下、LG等廠商都可以生產,我們身邊的充電寶、筆記本等設備裡也都有這樣的電池,對於特斯拉而言,缺乏在電池方面的技術積累,自己不生產電池,選擇成熟的18650電池可以自主選擇供應商,也就有了議價的能力,另外,這種電池大批量生產的成本是很低的。

一致性

其次考慮的是一致性,大的單體電池也就是層疊式鋰離子電池,也是需要多塊電池串聯或者並聯組成的,目前還沒有企業能夠把一塊電池做到幾十千瓦時,一旦涉及到並聯,就有了一個問題,那就是不同電池的一致性問題,在特斯拉剛剛生產電動車的時候,那時候的層疊式鋰離子電池,技術並不成熟,電池的一致性不好,遠遠比不上18650電池,這樣一來這樣的電池進行組合,將對電池的管理增加更大的難度。而一致性更好的18650電池,配合特斯拉先進的電池管理技術,才造就了特斯拉電動汽車領先於業界的續航和抗衰減能力。

安全性

我們見到太多電動汽車在充電的過程中自燃的案例了,大部分都是因為熱管理沒有做好,也就是散熱出了問題。其實從散熱方面來說,大量的小容量單體電池,相比大容積的電池,並沒有太大的優勢,因為層疊式鋰離子電池更薄,但是,層疊式鋰離子電池還是有安全性方面的問題,比如說寧德時代的811電池,事故頻發,而且這種電池表面是一層鋁塑膜進行封裝,強度較低,在碰撞的時候非常容易擠壓到電池內部的電芯,造成起火,所以很多廠商不得不在外部增加一層鋼板,而18650電池則沒有這個問題,而且因為即使一塊18650電池出現問題,因為單體電池容量小,只要不發生蔓延,即使發生事故危害性也是比較低的。

當然了,雖然特斯拉採取了這樣那樣的措施來提高安全性,特斯拉的的車型還是出現了很多例的自燃事故,但是如果把18650電池換成層疊式電池,可能事故的概率會更高。

能量密度

從能量密度上來說,18650電池和最新的21700電池,對應當時的層疊式鋰離子電池,能量密度都不會落於下風,因為無論是哪種電池都需要封裝,18650和21700電池,其單體的能量密度其實是更高的,21700電池是目前能量密度最高的動力電池解決方案。雖然這種電池在封裝的時候需要更為複雜的能量管理系統,目前特斯拉搭載21700電池系統的能量密度在300Wh/kg左右,這已經是要遠遠高於小鵬P7上面的170Wh/kg和比亞迪刀片電池的140Wh/kg。

既然使用單體的21700電池能量密度這麼高,為什麼其他新能源車企不效仿特斯拉呢?主要是因為幾千節電池並聯的電池管理技術,難度非常高,目前只有特斯拉能夠做到。

因此,特斯拉使用單體小容量電池,是出於成本、安全、能量密度等因素的考慮,再加上特斯拉剛剛成立的時候,電池的選擇餘地較小,因此走了單體小容量電池的路線,實際上這兩種路線不一定哪種更優,因為目前來看,電池能量密度、抗衰減和冬季續航問題都還沒有得到根本解決。

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