鉅大LARGE | 點擊量:1161次 | 2020年04月29日
為何特斯拉依靠鋰離子電池就能達到500公里續(xù)航?
能量密度高、百公里電耗少、電池買得便宜。
購買純電動汽車的心理障礙之一,就是電池的續(xù)航能力。300公里以下的純電動汽車,很容易引起使用者的里程焦慮問題。但絕大多數(shù)電動汽車的續(xù)航里程也沒有像特斯拉那樣超過500公里。
為何特斯拉靠著鋰離子電池就能達到500公里續(xù)航,而其他車型做不到?——編者按
直覺上答案似乎很簡單:特斯拉往車上堆了足夠多的鋰離子電池。
這樣回答不算錯,但總感覺意猶未盡——多堆電池的想法又不難,假如堆得多就跑得遠,一點技術含量也沒有,那憑啥只有你特斯拉想到了呢?
如下表,都2018年了,還是只有特斯拉續(xù)航超過了500km。難道其他車企,腦袋都被石頭砸了嗎?
殊不知,多堆電池也沒那么簡單,是要條件的。
一、電池越多、續(xù)航越長的想法是否可行?
以特斯拉ModelS75舉例,假如75kWh的電池可以跑469km,那么裝150kWh的電池是否可以跑900km?裝225kWh的電池是否可以跑1350km?這仿佛是一道簡單的算術題:2倍電池2倍里程、3倍電池3倍里程,天經地義。即便不是嚴格的規(guī)律,那也不會差太遠吧?
而真實情況卻是反直覺的!我們以ModelS75做個仿真,縱坐標是續(xù)航里程,橫坐標是電池容量。
粗粒化仿真,數(shù)據(jù)可能有誤差,但趨勢不變。有時間再重新仿真一變
裝150kWh電池只能跑不到700km,與900km相差不少。裝225kWh電池只能跑不到800km,與1350km相差甚遠。無論裝多少電池,續(xù)航里程都突破不了1250km!為何會這樣呢?
原因在于,當電池容量很大的時候,所新增電池容量大部分都用來運輸電池本身了!
打個比方,一個人徒步遠行,路上沒有補給,帶1斤的干糧可以走20公里,帶2斤干糧可以走40公里,但是帶100斤的干糧就可以走2000公里嗎?肯定是不能的,因為干糧本身的重量就把遠行者給壓垮了。
那么汽油車為啥沒這個問題呢?
不難發(fā)現(xiàn),這個問題的關鍵在于能量密度。電池組一般在130-160Wh/kg,而汽油是12222Wh/kg,相差將近100倍。也就是說,能量密度決定了堆電池數(shù)量的難度!在能量密度受限的情況下,電池數(shù)量堆到一定程度,就會變得相當不經濟了。
特斯拉在幾年前的ModelS上就做到了150-160Wh/kg,這是什么水平呢?
與下圖的典型電池組能量密度比較一下:特斯拉的能量密度,放到2018年依然是數(shù)一數(shù)二的頂尖水平,這是他敢于在好幾年前就堆很多電池的底氣。
二、百公里電耗
上步已經講了,其實多堆電池也是挺有技術含量的。那么,假如既能多堆電池,又耗電少,豈不是更能突顯技術水平、跑得更遠?好,那我們再比較一下:
首先我們從上表中,找到國產電動汽車的兩個優(yōu)等生:
1、動力總成效率高:榮威MarvelX兩驅版,車不輕,1759kg。但每噸百公里電耗做到了國內第一,所以百公里電耗也只要13.03度電。
2、輕量化做得好:廣汽GE3530的動力總成其實不咋的,8.2的數(shù)據(jù)還不如蔚來、威馬。但奈何輕量化做得好啊,只有1628kg,所以百公里電耗也只要13.35度電。
國內兩大高手,MarvelX走的是力量派,下肢肌肉青筋爆起,跳得高、跑得遠;GE3530走的是輕功派,肌肉弱一點,但身輕如燕,也跑得遠。
特斯拉呢?
身體和GE3530差不多輕,下肢肌肉比MarvelX還強,百公里電耗達到了驚人的11.55度。與代表電動汽車最高水平的日產Leaf水平相當。感謝魚非魚博士的補充:特斯拉測Nedc故意保守了,說是為了防止誤導消費者??碋pa數(shù)據(jù),Model3電耗比Leaf還低了17%。
那Model3的實際表現(xiàn)可能就相當恐怖了。拿Model3來比較,是因為整備質量相當,也就是車差不多大。
但也許有人說不公平?畢竟Model3不是SUV,風阻天然會小一些。
好吧,那我們搬出來ModelX100D,2459kg比蔚來ES08還要重一些,背了100kWh的大電池與雙電機驅動,它的百公里電耗18.12,優(yōu)于蔚來ES08;每噸百公里電耗7.36,優(yōu)于MarvelX四驅(這還沒有考慮特斯拉傾向于把續(xù)航里程測低一些的因素)。
三、買到便宜的電池
即便百公里電耗做優(yōu)秀了,但多堆電池,那還是要花錢的啊……
別急,馬斯克這個人很牛。
馬斯克:松下先生,我要造車了。你的夢想是想和我一起造車呢?還是就像現(xiàn)在這樣,賣一輩子的糖水呢?哦不,賣一輩子筆記本電池呢?
松下:馬斯克先生,我的青春希望燃燒,請帶我們進入汽車行業(yè)吧!
馬斯克:好,那你給我打個5折。
松下:……
松下在給特斯拉初期賠本賣18650電池,多賣1節(jié)虧1節(jié)。
四、石破天驚的產品地位
假如做到了上面三點,放到2018年,成功做出電動汽車并賣出去,就基本可行了。但時間假如回到七八年前,還是很難……那時電池還是挺貴的。既然電池還是貴,那就做豪華電動汽車,這不是很簡單的思路嗎?放在今天是不難,不難的原因在于特斯拉已經證明這條路可行了。
但作為電動汽車行業(yè)的親歷者,我可以負責任地說:第一個有這種想法并執(zhí)行,真的很難!作為創(chuàng)新的回報,Model3在美國中級豪華車市場表現(xiàn)卓越。
小結
跑得遠,是因為電池堆得多。這是能量守恒定律決定的,這話沒錯。
電池堆得多也不簡單,要:能量密度高、百公里電耗少、電池買得便宜。特斯拉都做到了,而且是很多年前。
產品定位正確。