鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：776次 | 2022年07月07日
TSLA Model 3 的電池組是怎樣煉成的？
TSLA團(tuán)隊(duì)基于2170電池給Model3設(shè)計(jì)了全新電池組規(guī)格，最近國內(nèi)外有關(guān)Model3的拆解視頻越來越多，我們對Model3電池組也有了更深的理解。也有很多謎團(tuán)還有待解開，比如Model3標(biāo)準(zhǔn)版電池組的設(shè)計(jì)和布局等等，這篇文章是對現(xiàn)有信息的匯總，Enjoy。
TSLAModel3的電池組到底是多大？
TSLA原先的車型命名規(guī)則是非常直觀的，我們以ModelSP100D為例，P代表Performance（性能）、100代表電池組規(guī)格為100kWh、D代表DualMotor（雙電機(jī)全輪驅(qū)動）。但Model3只有標(biāo)準(zhǔn)電池（StandardBattery）和長續(xù)航電池（LongRangeBattery）兩種模糊的電池組規(guī)格。
我一度以為，Model3的長續(xù)航電池組是75kWh。但后來美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）的文件顯示，長續(xù)航車型的總電壓為350V、電池容量為230Ah，這么一算電池組規(guī)格達(dá)到了80.5kWh。
EPA文件
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這個(gè)文件在網(wǎng)上曝光后，TSLA沒有評論80.5kWh的真實(shí)性，只是強(qiáng)調(diào)"可用容量為78kWh"。也就是說假如按照之前的命名規(guī)則，截止到現(xiàn)在交付的單電機(jī)長續(xù)航版Model3應(yīng)該叫Model378。
（看起來怪怪的，看來還是新命名規(guī)則好）
我為何以為長續(xù)航電池75kWh，是下面這個(gè)人說的。
忽略上面那個(gè)想要Model3P100D的狂野哥們...
這條Twitter公布于2017年三月二十四日，而實(shí)際電池規(guī)格達(dá)到78kWh是八月初被扒出來的。所以一種可能是Twitter公布后Elon繼續(xù)對工程制造團(tuán)隊(duì)施壓，在量產(chǎn)前的最后關(guān)頭大力出奇跡，成功多塞了幾度電進(jìn)去；不過我更愿意相信，是Elon考慮到78kWh這個(gè)規(guī)格已經(jīng)高于ModelS75D的電池規(guī)格，防止Model3影響后者的銷售&被ModelS75D車主眼中的怒火灼傷，TSLA選擇宣傳上主動減配。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
這種事情TSLA也不是第一次干，比如說ModelS100D的EPA續(xù)航里程是341英里（約549公里），而官網(wǎng)數(shù)據(jù)是335英里（約539公里）；Model3長續(xù)航版的EPA續(xù)航里程是334英里（約537公里），而官網(wǎng)數(shù)據(jù)是310英里（約499公里）。
TSLA沒有解釋為何多次在宣傳上調(diào)低續(xù)航里程，可能是覺得EPA工況不夠苛刻，難以模擬真實(shí)行車能耗？
有關(guān)78kWh和80.5kWh是這樣的，汽車制造商會配備一個(gè)高于宣傳的電池組規(guī)格，軟件限制一個(gè)較小的可用容量，防止過充過放對電池造成損害。比如ModelSP100D的實(shí)際規(guī)格為102.4kWh，可用容量為98.4kWh。這個(gè)其實(shí)是業(yè)內(nèi)通行的的常規(guī)操作。
TSLA2170電池密度有多高？
有關(guān)2170電池，一直有個(gè)很籠統(tǒng)的說法是相對18650有30%的能量密度提升。
確立了80.5kWh的規(guī)格和其他細(xì)節(jié)后，我們可以直接推算。
美國一個(gè)狂熱的電動汽車愛好者JackRickard拆解Model3電池組顯示，長續(xù)航版一共4個(gè)模組，其中2個(gè)有25個(gè)單元，2個(gè)有23個(gè)單元，每個(gè)單元有46個(gè)電芯，共計(jì)2×（25+23）×46=4416個(gè)電芯。
JackRickard拆解視頻截圖
假如按照電芯的電壓3.6V計(jì)算，那么每個(gè)2170電芯的容量就是80.5kWh/3.6V÷4416個(gè)=5063mah。
繼續(xù)算能量密度。
博奇數(shù)據(jù)的拆解數(shù)據(jù)顯示，TSLA2170電芯單體重量為68g。那么TSLA2170的能量密度就是80.5×1000/4416×0.068=268Wh/kg。
其實(shí)2170也不新鮮，LG化學(xué)早在2015年就量產(chǎn)了2170電池，不過單個(gè)容量只有4200mah，差距過大，不做討論了。
（LG化學(xué)當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)2017年年中會量產(chǎn)4800mah的版本，但好像到現(xiàn)在都沒什么聲音。）
LG化學(xué)展示的2170
三星SDI用在電助力自行車上的2170電池也量產(chǎn)了，單體容量是4750mah，單體重量是75g。所以能量密度是4.75×3.6/0.075=228Wh/kg。
三星SDI的18650和2170
要指出一點(diǎn)：維基百科上的2170規(guī)格，單體典型容量在4200mah-4800mah之間。也就是說LG化學(xué)和三星SDI的產(chǎn)品都是符合規(guī)格含義的，只有TSLA2170的產(chǎn)品性能超出了規(guī)格，也沒人去改改…
TSLA如何在Model3車體內(nèi)塞進(jìn)了80.5kWh電池？
Model3比ModelS的軸距短了85mm，車身寬度窄了99mm，但最終居然塞下了80.5kWh電池組。能完成這個(gè)工程挑戰(zhàn)，2170電池更高的能量密度功勞排第一，此外，TSLA工程團(tuán)隊(duì)也做了非常多的努力。
去年的時(shí)候，Elon在Twitter裝模做樣的說，「我注意到很多人以為Model3是TSLA的下一代車型，就像iPhone2和3相同，不是這樣的」。
為何很多人都認(rèn)為Model3是TSLA的下一代車型？是誰泄密了？Elon，泄密的罪魁禍?zhǔn)孜規(guī)湍阏业搅?，就是TSLACTOJBStraubel。2015年十月，Straubel在內(nèi)華達(dá)州大學(xué)的一場演講中曝了很多有關(guān)Model3的猛料。
正在泄密的Straubel：）
Straubel介紹說，自2015年九月ModelX實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量爬坡、批量交付后，TSLA工程和研發(fā)團(tuán)隊(duì)中大多數(shù)成員都不再為ModelS/X項(xiàng)目工作，轉(zhuǎn)而投入到設(shè)計(jì)和發(fā)明Model3中應(yīng)用的所有新技術(shù)中。
重點(diǎn)來了，Straubel親口說，Model3基于一個(gè)全新的平臺，TSLA內(nèi)部叫做第三代平臺（Thirdgeneration）。Roadster基于第一代平臺，ModelS/X同屬第二代平臺。
無論（實(shí)際表現(xiàn)）更好還是更差，Model3上的大多數(shù)技術(shù)都是首次應(yīng)用的。ModelX和ModelS共用了很多通用的組件，但Model3不行。我們會開發(fā)全新的平臺、全新的電池架構(gòu)、全新的動力總成、全新的車身架構(gòu)…有大量的工作要做，其中一些我們在幾年前就開始推進(jìn)了。Model3是公司內(nèi)部研發(fā)和工程投資的核心焦點(diǎn)。
鋪墊完畢，可以說回電池部分了。2016年八月二十三日，TSLA宣布ModelSP100D正式投產(chǎn)，這款車型對Model3的電池組工藝驗(yàn)證有重要的意義。
ModelSP100D推出后，Elon專門召開了媒體電話會，對這款車的電池組技術(shù)評價(jià)是「非常接近理論的極限」。并告訴媒體所有P100D車主都為Model3的研發(fā)供應(yīng)了支持，因?yàn)镻100D幫助TSLA對新電池組架構(gòu)的理解更深刻。
人們通常會混淆電池和電池Pack，以為它們是一回事，但實(shí)際上一旦你要在一個(gè)電池Pack中布置很多電池，技術(shù)的復(fù)雜性將很大程度上取決于電池單元/模組的設(shè)計(jì)水平。你可以簡單把電池問題視為化學(xué)問題和工程問題，但模組/Pack問題更多是機(jī)械、電氣和軟件工程問題。
相有關(guān)90D，P100D電池組的重要改進(jìn)都在模組/Pack層面，Elon說兩款車上18650電芯的能量密度是一致的，但模組和電池Pack架構(gòu)做了巨大改進(jìn)。從數(shù)據(jù)上看，相對90D，P100D電池容量新增了11%，重量僅增4%，而體積完全沒有變化。
（插個(gè)彩蛋：因?yàn)轶w積規(guī)格沒變，所以TSLA還面向90D車主推出了更換電池組升級續(xù)航的服務(wù)，不過價(jià)格高達(dá)20000美元（回收舊電池組），不了解有多少車主進(jìn)行了升級。）
Straubel說，P100D的模組和封裝技術(shù)有非常大的改進(jìn)，還有完全重新設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)。TSLA這些年一直致力于改進(jìn)電池組設(shè)計(jì)，P100D電池組屬于下一代的版本。新電池組的一些關(guān)鍵技術(shù)會應(yīng)用在Model3的電池組中。
按照業(yè)內(nèi)人士朱玉龍的觀點(diǎn)，Model3電池組的一個(gè)特點(diǎn)便是集成度極高，DC-DC轉(zhuǎn)換器、充電機(jī)、配電繼電器全部集成在一起。JackRickard也在拆解后表示，高集成度讓電池組的總布線長度大幅減少。Elon之前說ModelS線束總長3公里，Model3只有1.5公里，現(xiàn)在了解省在哪里了吧？
不要小瞧線束減重的影響，一款車的線束有幾十公斤，砍掉一半對汽車輕量化、電池組能量密度提升還是很有意義的。
JackRickard的計(jì)算結(jié)果顯示，平均到每kWh上，Model3的電池組比ModelS85D輕了15%，比P100D輕了6%。這個(gè)結(jié)論一方面佐證了Model3電池組的改進(jìn)，另一方面，也坐實(shí)了P100D和3應(yīng)用了同代電池組技術(shù)。
最后，Elon說ModelY線束只有100米，那ModelY的電池組會有什么驚喜呢......
