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電池知識(shí)

特斯拉model3即將量產(chǎn)將給行業(yè)帶來哪些顛覆性影響?

來源:未知    2019-03-31 15:10    點(diǎn)擊量:

導(dǎo)讀:汽車電動(dòng)化和智能化已是不可阻擋的潮流,特斯拉集這兩大方向于一身,它所采用的零部件和技術(shù),如高能量密度的三元材料鋰電池、智能駕駛技術(shù)、OTA空中升級(jí)系統(tǒng),在未來的五到十年當(dāng)中,將在全球掀起汽車電動(dòng)化、智能化的顛覆性革命。

 
 

特斯拉表示,Model3于9月份達(dá)到“規(guī)模性量產(chǎn)”的級(jí)別,預(yù)計(jì)第三季度將交付1500輛,直至12月份時(shí)的每月20000輛,最終目標(biāo)是到2018年能穩(wěn)定每周生產(chǎn)10000輛。

 

Model3這款車型具有標(biāo)桿性意義,不僅僅在于特斯拉由于規(guī)模化生產(chǎn)從而降低成本,來實(shí)現(xiàn)盈利,更是因?yàn)槠浯蟊娀肪€,平易近人的價(jià)格使得特斯拉進(jìn)入尋常百姓家成為可能,它所擁有的高新科技和極致體驗(yàn),大量圈粉,引領(lǐng)一股特斯拉粉絲經(jīng)濟(jì)新風(fēng)潮。

 

Model3之于特斯拉就像IPhone4之于蘋果。2010年,IPhone4的發(fā)布帶來了手機(jī)走向智能時(shí)代的行業(yè)巨變,促使蘋果成為產(chǎn)業(yè)龍頭;2017年,Model3走向市場(chǎng)也有望復(fù)制IPhone4那樣巨大的成功。因?yàn)?,特斯拉與蘋果有諸多相似的基因,如領(lǐng)先的技術(shù)、絕佳的用戶體驗(yàn)和顛覆性的商業(yè)模式等,這些將使得特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈有望復(fù)制蘋果產(chǎn)業(yè)鏈般的輝煌。

 

現(xiàn)在,汽車智能化和電動(dòng)化已是不可阻擋的潮流,特斯拉集這兩大方向于一身,它所采用的零部件和技術(shù),如高能量密度的三元材料鋰電池、智能駕駛技術(shù)、OTA空中升級(jí)系統(tǒng),甚至其獨(dú)特的商業(yè)模式,預(yù)示了新能源汽車未來發(fā)展的新方向。在未來的五到十年當(dāng)中,這個(gè)潮流將在全球掀起汽車電動(dòng)化、智能化的顛覆性革命。

 

追求更高能量密度:三元電池是趨勢(shì)

 

特斯拉Model3目前采用的是松下產(chǎn)的高性能鋰電池,它在三個(gè)方面引領(lǐng)了電池材料技術(shù)方向:高能量密度三元材料、硅碳負(fù)極、濕法隔膜。

 

其中,三元材料是正極材料明確的發(fā)展方向,而高鎳低鈷化又是三元中的細(xì)分趨勢(shì);負(fù)極材料短期內(nèi)仍將由石墨主導(dǎo),但Model3電池采用硅碳負(fù)極可能加速該技術(shù)的成熟;六氟磷酸鋰作為主流電解液溶質(zhì)的技術(shù)路線難改變,技術(shù)發(fā)展側(cè)重于添加劑的研制;三元材料電池的比例提升將引領(lǐng)隔膜技術(shù)方向由干法轉(zhuǎn)向安全性更高的濕法制備。

 

目前,國內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池的正極材料多數(shù)采用的是磷酸鐵鋰,國外全部為三元材料,大部分為NCM。高鎳三元材料是未來主流需求方向。對(duì)于NCM三元材料,目前使用較廣泛的是532、111型材料。為了順應(yīng)材料高能量密度、低成本的要求,“高鎳低鈷化”趨勢(shì)明顯,811型等高鎳三元材料成為未來主流需求方向,進(jìn)一步拉動(dòng)NCA三元材料需求。

 

特斯拉采用的正是NCA(鎳鈷鋁體系)三元正極材料電池,這是目前性能最好、能量密度最高的鋰電池。隨著新能源汽車的逐步發(fā)展,人們對(duì)于乘用車的續(xù)航里程、能量密度要求也隨之提高,所以生產(chǎn)搭載高能量密度、高容量電池且價(jià)格能為大眾所接受的新能源汽車已是大勢(shì)所趨。由于磷酸鐵鋰電池能量密度較低,普通三元電池(NCM523、622)勉強(qiáng)達(dá)到要求,特斯拉具有前瞻性的從2013年起,在其modelS車型上開始使用高鎳三元NCA18650電池。并且特斯拉之后不斷提升其能量密度和性能,全力打造高能量密度電池,為新能源汽車提供更高容量、更久續(xù)航。

 

 

 

為了解決小車身的電池續(xù)航難題,Model3使用了松下提供的NCA(鎳鈷鋁體系)21700電池,這是目前市面上能量密度最高的圓柱形電池。傳統(tǒng)的18650圓柱形電池,單節(jié)電池直徑18mm,長(zhǎng)度65mm,單顆電池容量為3.1Ah;21700電池的直徑提高到21mm,長(zhǎng)度提高到70mm,整體體積增加了46.58%。在現(xiàn)有條件下,21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右,相較18650電池250Wh/kg提高約20%。

 

根據(jù)松下的動(dòng)力鋰電池單體測(cè)試數(shù)據(jù),21700電池的單體容量可以達(dá)到3-4.8Ah,提升幅度達(dá)35%,成組后容量提升幅度為20%。由于21700電池單體容量的提升,相同能量密度下電池組所需單體數(shù)也會(huì)相應(yīng)減少,從而帶動(dòng)成本下降。在單體能量密度提升35%的情況下,若要實(shí)現(xiàn)相同的系統(tǒng)能量密度,所需的電池?cái)?shù)量可減少約1/3,相應(yīng)的電芯成本也可以減少1/3。

 

智能駕駛技術(shù):顛覆汽車產(chǎn)業(yè)的偉大變革

 

特斯拉不僅是新能源汽車的杰出代表,其智能化也代表了未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

 

未來,隨著Model3車型逐步被更多人擁有和體驗(yàn),消費(fèi)者對(duì)智能駕駛系統(tǒng)的認(rèn)知會(huì)逐步提升,會(huì)對(duì)智能駕駛功能產(chǎn)生更多的需求。這一車型帶來的示范效應(yīng),將對(duì)傳統(tǒng)汽車行業(yè)加快智能駕駛布局產(chǎn)生較大推動(dòng)作用。

 

在智能駕駛方面,Model3保留了Autopilot系統(tǒng),包括輔助駕駛和全自動(dòng)駕駛功能。在自動(dòng)駕駛模式下,Model3能夠?qū)崿F(xiàn)車道線內(nèi)輔助轉(zhuǎn)向,在開啟轉(zhuǎn)向燈后自動(dòng)變更車道,以及在主動(dòng)巡航控制時(shí)自動(dòng)調(diào)整車速;通過對(duì)電機(jī)功率、制動(dòng)系統(tǒng)、以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)字化一體控制,能夠幫助車輛避免來自前方和側(cè)方的碰撞,并防止車輛滑出路面;還可以搜尋附近的泊車地點(diǎn),當(dāng)探測(cè)到空閑車位后發(fā)出提醒,并根據(jù)駕駛員的指令自行泊入車位。

 

 

 

目前,輔助駕駛功能在特斯拉所有車型上都已實(shí)現(xiàn),需要用戶在駕駛汽車一定時(shí)間后才能解鎖。全自動(dòng)駕駛功能尚待完善,特斯拉稱,2018年有望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。由于,特斯拉的汽車在出廠時(shí)都已基本配備自動(dòng)駕駛硬件基礎(chǔ),要實(shí)現(xiàn)這一功能只需通過軟件升級(jí)的方式,在美國,輔助駕駛功能需要5000美元,全自動(dòng)駕駛功能還需另加3000美元。在中國,據(jù)起點(diǎn)研究向特斯拉營(yíng)銷人員了解,輔助駕駛功能需要5萬,全自動(dòng)駕駛功能需要20萬,不過目前全自動(dòng)駕駛功能尚未解鎖。

 

 

 

【新聞回顧】

特斯拉Gigafactory超級(jí)電池廠附近發(fā)現(xiàn)大量鋰資源

 

 

據(jù)外媒報(bào)道,如果未來的汽車都是像特斯拉那樣的電動(dòng)汽車,那么我們將需要大量的鋰資源來制造電池。

 

但問題是,鋰是一種稀缺元素。最新的研究發(fā)現(xiàn),美國西部可能出人意料地存在大量的鋰資源。做出這一重大發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家稱,這對(duì)于伊隆-馬斯克(Elon Musk)的電動(dòng)汽車公司來說是一個(gè)重大的利好消息。

 

一些超級(jí)火山爆發(fā)會(huì)從地幔里噴出各種元素,包括稀有元素鋰。與其他元素不同的是,在巖漿冷卻后,鋰不會(huì)與其他元素結(jié)合。這就是說,超級(jí)火山噴出物里有大量的鋰等待被提取。

 

斯坦福大學(xué)研究人員湯姆-本森(Tom Benson)講述了他在麥克德米特火山噴口發(fā)現(xiàn)的鋰資源。

 

該火山口位于內(nèi)華達(dá)州和俄勒岡州的交界線上。

 

 

 

“特斯拉的超級(jí)電池廠Gigafactory就位于內(nèi)華達(dá)州里諾市郊外。”本森說,“麥克德米特火山噴口距離這個(gè)地方只有幾個(gè)小時(shí)的車程。因此,在距離Gigafactory如此近的地方擁有這樣豐富的鋰資源,這對(duì)于特斯拉的未來發(fā)展來說無疑是一件大好事。”

 

本森并沒有推測(cè)特斯拉或其他公司將會(huì)如何利用這些鋰資源。該公司也拒絕發(fā)表評(píng)論。

 

這個(gè)火山口現(xiàn)在已成為了鋰礦開采地。本森稱,他希望他的研究能夠激勵(lì)人們?cè)诿绹鞑窟M(jìn)一步探索類似的火山口。

 

“擁有這樣的資源,尤其是稀土,對(duì)于一個(gè)國家來說至關(guān)重要。”他說。目前,中國是世界上鋰礦資源最豐富的國家。摸清美國的鋰礦資源將會(huì)給這個(gè)國家及其企業(yè)帶來巨大的優(yōu)勢(shì)。“現(xiàn)在勘探和查明這些資源的儲(chǔ)備量是非常有意義的。”

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