为何特斯拉的锂离子电池可以续航500公里?
核心提示:购买纯电动汽车的心理障碍之一是电池寿命。300公里以下的纯电动汽车很容易让用户出现里程焦虑。但大多数电动汽车的行驶里程都不像特斯拉那样超过500公里。
答案似乎很简单:特斯拉在车里装了足够多的锂离子电池。
这是个不错的答案,但也不错制造更多电池的想法并不难,假如你制造更多的电池,走得更远,却没有任何技术,你为何会想到它呢?
如下表所示,现在是2018年,只有特斯拉的行驶里程超过500公里。其他的汽车公司是不是头脑发昏了?
然而,很多电池并不是那么简单,是一个条件。
1.更多的电池和更长的电池寿命的想法可行吗?
例如,假如一个75千瓦时的电池能跑469公里,那么一个150千瓦时的电池能跑900公里吗?一个225千瓦时的电池能跑1350公里吗?这就像一个简单的算术:2倍的电池,2倍的续航里程,3倍的电池,3倍的续航里程,这是自然的。即使这不是严格的规则,也没有那么遥远,不是吗?
真相是违反直觉的!让我们用ModelS75做一个模拟,范围在垂直轴上,电池容量在水平轴上。
150千瓦时的电池只能运行不到700公里,这与900公里有很大的不同。225kWh电池只能运行不到800公里,远远不能达到1350公里。无论安装多少电池,射程都不会超过1250km!这是为何呢?
原因是当电池容量较大时,新增的电池容量大多用于运输电池本身!
例如,一个人走路,路上没有补给,用1斤干粮可以走20公里,用2斤干粮可以走40公里,而用100斤干粮可以走2000公里?当然不会,因为干粮的重量压得旅行者喘不过气来。
那么为何汽油车没有这个问题呢?
不难看出,这个问题的关键是能量密度。电池一般在130瓦时到160Wh/kg之间,而汽油是12222瓦时/kg,相差近100倍。换句话说,能量密度决定了电池的堆叠难度!在能量密度有限的情况下,将电池堆到一定的位置是非常不经济的。
特斯拉几年前在ModelS上的功率是150-160wh/kg。那是什么水平?
相比之下,下面是一个典型的电池组的能量密度:特斯拉的能量密度,在2018年仍然是最好的之一,是他多年前敢于建造的那种东西。
1asd5362380536850
100公里能耗
正如前面提到的,多堆电池技术含量也很高。所以,假如你能装更多的电池,用更少的电,难道不是更好的突出技术,走得更远吗?好的,让我们再来比较一下:
1qwe536238224583
首先,我们从上表中找到两名国产电动汽车的尖子生:
1.动力系统效率高:荣威漫威X双驱版,重1759kg。然而,我国每吨的耗电量最高,所以每吨的耗电量只有13.03KWH。
2、轻量化做得好:gacGE3530动力系统不是很好,8.2的数据不如蔚来汽车、威玛。但它很轻,只有1628公斤,所以100公里只要13.35千瓦时。
两位国内高手,漫威X走是力派,下肢肌肉蓝筋爆裂,跳得高,跑得远;GE3530走的是轻功派,肌肉较弱,但像燕子相同轻,而且跑得很远。
特斯拉呢?
身体几乎和GE3530相同轻,下肢肌肉比MarvelX更强壮,100公里的耗电量是惊人的11.55度。与代表电动汽车最高水平的日产Leaf相当。谢了,菲什博士补充道:特斯拉的Nedc测试是故意保守的,说是为了防止误导消费者。根据环保局的数据,Model3比Leaf少用了17%的电力。
Model3的实际性能可能相当可怕。与Model3的比较是由于相同数量的翻新,这意味着这辆车的大小差不多。
但也许有人会说这不公平?毕竟,Model3不是运动型多用途车(SUV),所以阻力自然更小。
好了,让我们拿出X100D型,比nextevES08重2459kg,带100kWh大电池和双电机驱动,其100km功耗为18.12,优于nextevES08;以每100公里每吨7.36英里的速度,它比MarvelX四驱要好(这还没有考虑到特斯拉倾向于降低它的行驶里程)。