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為何特斯拉的鋰離子電池可以續航500公里?

鉅大LARGE  |  點擊量:1234次  |  2020年12月11日  

為何特斯拉的鋰離子電池可以續航500公里?


核心提示:購買純電動汽車的心理障礙之一是電池壽命。300公里以下的純電動汽車很容易讓用戶出現里程焦慮。但大多數電動汽車的行駛里程都不像特斯拉那樣超過500公里。


答案似乎很簡單:特斯拉在車里裝了足夠多的鋰離子電池。


這是個不錯的答案,但也不錯制造更多電池的想法并不難,假如你制造更多的電池,走得更遠,卻沒有任何技術,你為何會想到它呢?


如下表所示,現在是2018年,只有特斯拉的行駛里程超過500公里。其他的汽車公司是不是頭腦發昏了?


然而,很多電池并不是那么簡單,是一個條件。


1.更多的電池和更長的電池壽命的想法可行嗎?


例如,假如一個75千瓦時的電池能跑469公里,那么一個150千瓦時的電池能跑900公里嗎?一個225千瓦時的電池能跑1350公里嗎?這就像一個簡單的算術:2倍的電池,2倍的續航里程,3倍的電池,3倍的續航里程,這是自然的。即使這不是嚴格的規則,也沒有那么遙遠,不是嗎?


真相是違反直覺的!讓我們用ModelS75做一個模擬,范圍在垂直軸上,電池容量在水平軸上。


150千瓦時的電池只能運行不到700公里,這與900公里有很大的不同。225kWh電池只能運行不到800公里,遠遠不能達到1350公里。無論安裝多少電池,射程都不會超過1250km!這是為何呢?


原因是當電池容量較大時,新增的電池容量大多用于運輸電池本身!


例如,一個人走路,路上沒有補給,用1斤干糧可以走20公里,用2斤干糧可以走40公里,而用100斤干糧可以走2000公里?當然不會,因為干糧的重量壓得旅行者喘不過氣來。


那么為何汽油車沒有這個問題呢?


不難看出,這個問題的關鍵是能量密度。電池一般在130瓦時到160Wh/kg之間,而汽油是12222瓦時/kg,相差近100倍。換句話說,能量密度決定了電池的堆疊難度!在能量密度有限的情況下,將電池堆到一定的位置是非常不經濟的。


特斯拉幾年前在ModelS上的功率是150-160wh/kg。那是什么水平?


相比之下,下面是一個典型的電池組的能量密度: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種東西。


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100公里能耗


正如前面提到的,多堆電池技術含量也很高。所以,假如你能裝更多的電池,用更少的電,難道不是更好的突出技術,走得更遠嗎?好的,讓我們再來比較一下:


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首先,我們從上表中找到兩名國產電動汽車的尖子生:


1.動力系統效率高:榮威漫威X雙驅版,重1759kg。然而,我國每噸的耗電量最高,所以每噸的耗電量只有13.03KWH。


2、輕量化做得好:gacGE3530動力系統不是很好,8.2的數據不如蔚來汽車、威瑪。但它很輕,只有1628公斤,所以100公里只要13.35千瓦時。


兩位國內高手,漫威X走是力派,下肢肌肉藍筋爆裂,跳得高,跑得遠;GE3530走的是輕功派,肌肉較弱,但像燕子相同輕,而且跑得很遠。


特斯拉呢?


身體幾乎和GE3530相同輕,下肢肌肉比MarvelX更強壯,100公里的耗電量是驚人的11.55度。與代表電動汽車最高水平的日產Leaf相當。謝了,菲什博士補充道:特斯拉的Nedc測試是故意保守的,說是為了防止誤導消費者。根據環保局的數據,Model3比Leaf少用了17%的電力。


Model3的實際性能可能相當可怕。與Model3的比較是由于相同數量的翻新,這意味著這輛車的大小差不多。


但也許有人會說這不公平?畢竟,Model3不是運動型多用途車(SUV),所以阻力自然更小。


好了,讓我們拿出X100D型,比nextevES08重2459kg,帶100kWh大電池和雙電機驅動,其100km功耗為18.12,優于nextevES08;以每100公里每噸7.36英里的速度,它比MarvelX四驅要好(這還沒有考慮到特斯拉傾向于降低它的行駛里程)。


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