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解析:为什么特斯拉4680版本续航里程还不如2170版本?

来源:凯时尊龙-尊龙凯时登录首页   作者:{typename type="name"/}   时间:2023-05-23 23:05:04

出品 | 搜狐汽车·e电园

编辑 | 王巍

在特斯拉电池日发布会后,解析4680电池在全球范围内迎来了一波造神运动。拉版

这种外形酷似1号电池的本续不版本胖圆墩,号称可以将能量将提升5倍、航里续航里程提升16%、程还功率提升6倍。解析

一口气翻五六倍,拉版还是本续不版本建立在没有基础科学的突破的前提上,马斯克真乃神人也。航里

然而,程还经过sandy murno带领的解析团队拆解后发现,4680结构电池似乎也没有大家想得那么神。拉版

为什么这么说呢?

【4680电池能量密度能打过比亚迪刀片电池、本续不版本宁德时代麒麟电池吗?】

据the limiting factor的航里实测,一节4680电池约重355g,程还总容量约为26.136ah,按照额定电压3.7-3.8v计算,额定能量大概在96-99wh之间。

简单计算一下,4680电芯的能量密度大概在272~296wh/kg。

作为对比。

比亚迪第一代刀片电池的系统能量密度为140wh/kg,2025年预计大于180wh/kg。

宁德时代最新的麒麟电池三元高镍体系的系统能量密度在255wh/kg,磷酸铁锂体系下能做到160wh/kg。

这么一比,特斯拉的ncm 811 4680大圆柱还是有一些优势的。

【4680电芯是怎么组成pack的?】

第一步:电芯怎么放?

特斯拉整个4680结构电池最大的特点就是省去了module这个中间形态,电芯直接铺在底盘上,节省了不少空间。

可以看到,电池组整体采用灌胶的方式来对电芯和零部件进行填充。这种粉色的胶用量很大,黏性很高,拆解起来非常困难。

胶水不仅灌满了整个平面,也将电芯和电芯之间、电芯和外部框架之间完全填满。

从功能性上来看,这些胶水的作用大概有以下几点:

① 约束电芯不乱动。

由于跳过了module这一步,电芯和电芯之间又留了足够多的空隙来散热和泄力,所以电芯之间是有缝隙的。

灌胶可以将所有电芯和零配件融为一个整体,避免松动。

② 受力与保护。

通过灌胶,所有零配件和电芯、上下框架融为整体,共同受力。胶水是软的,可以吸能,进而保护电池。

当然,光靠胶水是不够的,特斯拉在每节4680电芯的底部都放置了一个塑料材质的基座,就像蜂巢一样,把电芯嵌套进去,结构更牢固。

第二步:电芯之间怎么连接?

先看整组

比例有点失调,仅示意

可以看到,特斯拉整个4680结构电池包被3根横梁(疑似玻璃纤维材质)分成四个区域,每个区域可以视为一个模组,共有4个模组。

每个模组包含6串4680电芯,每串4680电芯包含34个电芯。

一个模组也就是204个电芯。

四个模组也就是816个电芯。

按照每个电芯99wh左右的额定能量来算,整个电池包总能量约80.784度电。

其实看到这里你会发现,在电池包边边角角的地方,特斯拉其实并没有100%地利用空间。

比如还是保留了贯穿整个电池包的隔板,电池包的两侧也没有完全布满电芯。

实际上这是处于安全的考量,目的是给碰撞、热失控发生时预留一些溃缩和支撑的余量。

冷却方面,特斯拉采用了蛇形冷却板贴附设计,而且内部散热鳍片自成回路,无需串联。

值得注意的是,特斯拉还在电芯的底部和蜂巢底座之间放了一层云母,起绝缘作用。

其实这一点设计差点把小编带到沟里去,但上下水嘴一体式的设计暴露了蛇形散热片的本质。

串并联和低压信号采样方面,每2串电芯共用一根汇流母排,母排和电池结合的方式为激光焊接,可以看到激光焊接留下来的痕迹。

4680电芯是全极耳(也可以叫无极耳)设计,拆解得不彻底,咱们直接看官图。

正极在中心,剩下的整个平面都是负极吗,负极面积相当大

4680电芯直接从正极/负极上剪出极耳,极耳面积更大,发热更均匀,极大解决了极耳面积小带来的热量集中问题,直接好处是能适应更大功率的快充,比如即将上线的350kw supercharger v4。

低压采样线没有完全拆解出来,这里留一个悬念。但从目前的拆解进度来看,整套低压采样线也被胶灌满,拆解难度和维修难度都非常大。

烟道和风道位于电芯下方,也就是说,一旦发生热失控,热量和冲击力向下扩散,最终流向设计在pack四周的4个泄压阀。

想必做ctc的厂家都会采取类似的热扩散途径,毕竟对于驾驶舱来说,有热量和烟气灌入是很危险和致命的。

【维修可能性几乎为零,零跑的方案更符合国情】

其实从灌胶这一工艺上,大家就应该明白这样的电池组维修可能性几乎为零。

维修不仅涉及到除胶、重新灌胶、测试气密性、测试防水性能等等复杂的操作,时间成本上也划不来。

相比而言,零跑汽车保留模组、不灌胶的ctc技术更符合中国国情。

毕竟中国的消费者的维权水平和热情,放眼全球也是首屈一指的水平。

【特斯拉的ctc正在倒逼电芯产业升级】

像特斯拉 4680结构电池这样的电池包4s店修起来很费劲。

换言之,如果没有一个可靠的、经得起时间考验的电芯供应商,普通厂商压根不敢参与到ctc的赛道里来。

如果电芯频繁出问题,这样的封装方式无异于自己挖了一个大坑。

特斯拉的ctc,实际上是在倒逼电芯产业向可靠、安全、长寿面的方向升级。

甚至,ctc技术普遍以后,电芯都是不可维修的。

坏了直接换整包,寿命重新计算。

这里还有一个拓展问题。

【为什么4680版本续航里程还不如2170版本?】

这的确是一个很有意思的问题。

按照海外买家的实测,得克萨斯州超级工厂生产的4680 model y 双电机 标准续航版,epa续航里程279英里。

而加州工厂生产的2170 model y 双电机长续航版,epa续航里程是318英里。

都是model y,为什么4680版本续航里程还不如2170版本?

我个人推测问题是这样的:

第一种可能性是4680大概率有两种电池包规格。

一种是像今天拆解的一样,816电芯,80度电。

另一种是网传的少4串,680电芯,67度电。

前者对应全轮驱动长续航版,后者对应全轮驱动标准续航版。

第二种可能性是特斯拉虽然在4680结构电池上实现了很好的轻量化效果(电池包 底盘 中控台只有519kg),但一体式压铸的大型结构件比之前还重,导致电池包带来的收益大打折扣。

无论如何,我都无比期待这一电池包的进一步拆解。

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