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TSLA Model 3 电池组揭秘:低成本、易生产、高能量密度

钜大LARGE  |  点击量:679次  |  2022年08月26日  

在我上一篇文章中,我们详解了ElonMusk的汽车共享计划,即Model3是TSLA未来共享计划的重要一部分。至此,Model3的设计理念、各项性能和未来地位,我们都已剖析得足够清楚了。不过,还差一点:电池组。


TSLA在今年CES上公布了2170电池,已经量产的Model3正是搭载的2170电池,由Gigafactory超级电池厂生产,而ModelS、ModelX则继续沿用18650电池


所以Model3的电池组,一定程度上也反映出TSLA新的设计理念:在成本、能量密度和安全性三者之间找到平衡点。


标准版Model3的续航里程是350公里(EPA),电池组容量为50kWh,使用了2976节2170电池,每31节电池构成一个「电池砖(brick)」。这些电池砖又被分为4个模块,其中2组包含23个电池砖的模块,2组包含25个电池砖的模块。


不过按照计划,上面介绍的标准版Model3得等到今年下半年才会量产。目前,TSLA厂正在生产的是「长续航」版本的Model3,即首批交付的那批车。


长续航版Model3配备了74kWh电池组,使用了4416节2170电池,每46节电池构成一个电池砖。和标准版Model3相同,这些电池砖被分为4个模块。


从每个电池模块包含的电池数量来看,Model3和ModelS/X有很大不同,即电池组内「电池模块」数量更少。


(参考:TSLA最大容量的100kWh电池组,使用了8256节18650电池,每516节电池单体构成一个电池模块,共计16个电池模块)


电池组布局请看下图,右边是车头位置:


说简单点,Model3的电池组是这样的:2170电池单体→电池砖→电池模块→电池组;ModelS/X的电池组是这样的:18650电池单体→电池模块→电池组。


以上就是Model3电池组和ModelS/X电池组的重要差别,也代表了TSLA两代电池技术。当然,还有一些细节差异:


1.Model3并未考虑电池组的「快拆」。


众所周知,ModelS是有换电能力的,依靠一套全自动设备,就能将电池组在几分钟时间内更换完毕,所以电池组上有很多换电所需的螺栓。在2016年五月,TSLA新建了一个换电站,但鲜有人去。


所以Model3电池组的结构更简单,螺栓更少。


2.Model3并未考虑「自动充电」。


今年五月,TSLA一份充电专利被曝光:TSLA在电池组下方设计了一个充电口,车停在车位上之后,下方的自动充电装置会把充电插头自动插入充电口。这套自动充电装置自带冷却系统,加强散热可以满足更高的充电功率。


在Model3上,只能通过车尾的充电口充电。


3.Model3的电池保温系统更节能,间接减轻了车重。


电池组和我们人类相同,不能太冷也不能过热。电动汽车的电机运转时会出现大量的热量,Model3抛弃了以往专门的电池组加热装置,通过电机出现的热量即可加热电池组。


即使在停车的时候,Model3也能通过一个「热量控制器」,给电机通过电流以出现热量,进而加热电池组。能够在停车的时候加热电池组,才能保证在冬天使用超充时保证充电效率。


(非电动汽车从业者,翻译不准请谅解)


1.充电口连接器2.快充电流接触器总成3.通往PCS的冷却管4.功率转换器(PCS)5.高压控制器6.低压连接器7.PCS的12V输出口8.正极高压电开关9.通往PCS的冷却管10.通往乘客舱取暖器、空调压缩机的高压电连接器11.乘客舱取暖器、空调压缩机和PCS直流输出保险12.后轴电机高压电连接器13.高压电热熔断器14.未注明15.前轴电机高压电连接器16.负极高压电开关17.三相交流电连接器


和之前的ModelS/X相比,不难看出Model3的电池组设计「简洁」多了,向易生产、低成本的目标在靠拢。


同样,在积累了多年的数千节柱状电池管理相关相关经验后,TSLA的技术路线轻易不会改动,更何况已经斥巨资和松下新建了Gigafactory专门生产2170电池。


从TSLA成立的2003年,再到2012年向美国本土客户交付ModelS,TSLA最新的电池技术积累得以在Model3这辆车上体现。


想必,在Model3交付的同时,下一代电池技术已经在秘密研究之中了。

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