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重磅丨電池技藝解讀及電池包拆解——特斯拉Model 3!

2021-4-21 13:19| 發(fā)布者: wdb| 查看: 127| 評(píng)論: 0|原作者: [db:作者]|來(lái)自: [db:來(lái)源]

摘要: 重磅丨電池技藝解讀及電池包拆解——特斯拉Model 3!

Model 3電池技藝解讀及電池包拆解

早在昨年馬斯克推出Model 3所采納的電池組時(shí)咱們就曉得,特斯拉運(yùn)用了其企業(yè)全新的電池配比技藝,淘汰了松下18650電池,而改用21700新款電池,由在內(nèi)達(dá)華州的“超等電池工廠”(Gigafactory)制造。

同為圓柱形鋰電池,21700新款電池的規(guī)格為直徑21mm、長(zhǎng)度70mm,就理論上限方面要比18650型(直徑18mm、長(zhǎng)度65mm)更有益。為這,21700鋰電池首先被運(yùn)用到Model 3中。

1.21700電池的優(yōu)勢(shì)

從優(yōu)勢(shì)上來(lái)講,21700相關(guān)于18650最重要的在能量密度、本錢、輕量化三方面發(fā)展了改進(jìn)提高,這三點(diǎn)提高讓Model 3聽(tīng)起來(lái)愈加“騷氣”,咱們一絲一絲來(lái)剖析一下:

1)能量密度提高20%以上

21700電池的能量密度要優(yōu)于18650電池。從特斯拉披露的消息看,在現(xiàn)存要求下,其制造的21700電池體系的能量密度在300Wh/千克左右,比其本來(lái)18650電池體系的250Wh/千克約提升20%。從松下的能源鋰電池單體的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看,其21700電池的空間能量密度遠(yuǎn)超出18650型電池單體。單體電芯能量密度的提高要遠(yuǎn)超出成組后提高的20%幅度。

2)電池體系本錢下調(diào)9%左右

鋰電大數(shù)據(jù)依據(jù)Tesla披露的電池價(jià)值消息,估計(jì)21700的能源鋰電池體系售價(jià)為170美元/KWh,比較18650的售價(jià)185美元/KWh,價(jià)值下調(diào)幅度可達(dá)8.1%左右。18650的體系的本錢約為171美元/KWh,改用21700后,體系本錢約能實(shí)現(xiàn)9%左右的降幅,達(dá)到155美元/KWh。

單體容量提高后,PACK所需配件數(shù)同比重降低拉動(dòng)PACK本錢下調(diào)。從18650型號(hào)變換至21700型號(hào)后,電池單體電池容量可行達(dá)到3~4.8Ah,大幅提高35%,同等能量下所需電池的數(shù)量可降低約1/3,Tesla Models電動(dòng)車子運(yùn)用7104節(jié)18650電池串并聯(lián)成電池組,在新型Models 3上,采納21700后,電池節(jié)數(shù)必定大幅降低。在下降體系治理難度的同一時(shí)間將同比重的降低電池包采納的金屬構(gòu)造件及導(dǎo)電接連件等配件數(shù)量,特斯拉的Pack本錢占總體系本錢約24%,估計(jì)電池包本錢降幅較為可觀。

值得一提的是,特斯拉并未將Model 3電池設(shè)置為易更換形式,看來(lái)特斯拉徹底要放棄電池更換的方案了,這也和本錢緊密相關(guān)。

3)輕量化下降10%

采納新款21700電池以后,體系比較日前的電池能降低了10%的組件和重量,從而進(jìn)一步下降電池Pack的重量,全車的能量密度將獲得部分提高。

Model 3一大家都有四個(gè)配置,區(qū)別是:50、65、80、P80D ,數(shù)字相對(duì)應(yīng)的是搭載電池的總?cè)萘�。電池容量區(qū)別對(duì)應(yīng)不同的續(xù)航路程(EPA 測(cè)試):357 km、454km、550km和539 km。但就整備品質(zhì)看,區(qū)別為1650千克、1725千克、1800千克、1925千克。作為一款全體大�。�4694/1849/1443毫米)與寶馬3系(1540千克~1650千克)差不多的車型,仍是要重不少。

此外,特斯拉也增添了其它少許巧妙的設(shè)置以節(jié)省重量和本錢。比如,它去掉了外置電池組加熱器,而只運(yùn)用車子能源總成提供的熱量,即便車子停了下去,也能為電池加熱。這是由于電池須要在一種適宜的溫度下事業(yè),以維持其最好功能,這意指著他們須要在過(guò)熱的環(huán)境下冷卻,在寒冷的天氣下加熱。

2.21700電池“黑盒子”

所謂“黑盒子”,是指從使用者的看法來(lái)看一種器件或產(chǎn)物時(shí),其實(shí)不關(guān)注其里面結(jié)構(gòu)和原理,而只關(guān)注它的功效及如何運(yùn)用這點(diǎn)功效。那末咱們就從使用者的方位來(lái)瞧瞧21700的概況!

1)下游市場(chǎng)能否接納改變?

電池公司制造何種型號(hào)的電池,要受多個(gè)要素作用。日前新燃料車子界所重申的“正向研發(fā)”,請(qǐng)求從功效入手設(shè)置構(gòu)造,這也打算了必需從運(yùn)用入手去反推電池型號(hào)和規(guī)格,因而,電池型號(hào)能否更換最重要的仍是看下游市場(chǎng)。

“18650的適配性很強(qiáng),除了在電動(dòng)車子外,還可行在3C數(shù)碼、沒(méi)有人機(jī)、電動(dòng)用具等其余范疇吸收。但關(guān)于21700 而言,尚無(wú)造成有用的資產(chǎn)鏈來(lái)吸收這點(diǎn)電池,這沒(méi)有疑會(huì)增添本錢�!�

2)設(shè)施與工藝能否滿足?

21700電池的制造設(shè)施、制造工藝等卻非一旦一日就可以準(zhǔn)備好,如何布置還要看電池制造公司的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略。

電池的本錢下降所以產(chǎn)量和良品率為根基的。起點(diǎn)探討(SPIR)的數(shù)據(jù)顯現(xiàn),松下、三星SDI的18650電池良品率通常在98%以上,國(guó)家內(nèi)部的良品率通常在95%以上,但這仍意指著會(huì)有較多的B品電池須要料理,這關(guān)于21700而言是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3)政策能否扶持?

除了市場(chǎng)要求不顯著和電池公司生產(chǎn)工藝不足之外,國(guó)度在電池大小準(zhǔn)則方面的相干政策也對(duì)國(guó)家內(nèi)部電池大小的抉擇存留重要作用。

工信部制訂的《電動(dòng)車子用能源蓄電池產(chǎn)物規(guī)格大小》征求意見(jiàn)稿中,介紹的圓柱電池型號(hào)唯有18650和32650兩種,一朝強(qiáng)迫同一則會(huì)對(duì)其余型號(hào)的電池不利。假如國(guó)度制訂的電池大小準(zhǔn)則中無(wú)準(zhǔn)確扶持,這一類別號(hào)的進(jìn)行前景將無(wú)看上去那末美好。

3.電池包容量

與之前的Model S和Model X都不同的是,特斯拉在發(fā)表Model 3時(shí)無(wú)采納常規(guī)的“千瓦時(shí)”來(lái)顯示其電池組容量,而不過(guò)給出了一種充電速率:在240V、30A的概況下,每小時(shí)充電可行行進(jìn)30英里(約合48.28千米)。

特斯拉電池組

那末,Model 3的電池容量有多大?依據(jù)之前EPA官方驗(yàn)證消息,準(zhǔn)則版Model 3續(xù)航路程為350千米,電池組容量為50kWh,運(yùn)用了 2976 節(jié) 2170 電池,每 31節(jié)電池組成一種電池磚。這點(diǎn)電池磚又被分為 4 個(gè)模塊,此中2組包涵23個(gè)電池磚的模塊,2組包涵25個(gè)電池磚的模塊。

特斯拉電池組布置示意圖

Model 3長(zhǎng)路程版的續(xù)航路程能夠達(dá)到500千米,電池組容量達(dá)到了80.5kWh,運(yùn)用了4416節(jié)2170電池,每46節(jié)電池組成一種電池磚。和準(zhǔn)則版Model 3一樣,這點(diǎn)電池磚被分為4個(gè)模塊。

4.電池衰減率

對(duì)全部可充電電池來(lái)講,衰減是勢(shì)必的。隨著充電重復(fù)次數(shù)的增添,電池中正負(fù)極的反映資料會(huì)發(fā)生損耗,電解質(zhì)的功能也會(huì)下調(diào),導(dǎo)致全個(gè)電池的實(shí)質(zhì)電量縮減。通常來(lái)講,以化學(xué)性質(zhì)相比活躍的鋰電池為例,在500個(gè)充電重復(fù)以后,其電量會(huì)衰減至80%左右。

關(guān)于Model S/X,特斯拉從來(lái)無(wú)對(duì)其電池健康度做承諾。只是Model 3倒是有官方數(shù)據(jù),即20萬(wàn)千米以后,仍可行保持在70%以上的容量。但實(shí)是真有特斯拉官宣得那末理想嗎?

據(jù)海外媒體報(bào)導(dǎo),一份針對(duì)上百位特斯拉真正汽車主人的調(diào)研數(shù)據(jù)顯現(xiàn),在行進(jìn)了10萬(wàn)千米以后,Model S/X的電池容量縮水幅度為5%,在30萬(wàn)千米后,多半特斯拉還能確保90%以上的電池容量,在80萬(wàn)千米以后,依舊還能保持在80%以上的水平。而且,頻繁的充放電,甚而可行延緩衰減。

5.Model 3電池包拆解

最近海外全家機(jī)構(gòu)對(duì)Model 3的電池包發(fā)展了拆解,今日咱們一同來(lái)瞧瞧拆解的概況吧!

將汽車在臺(tái)架上抬起來(lái)

拆電池包此前對(duì)機(jī)動(dòng)車做剖析

最初拆電池包

電池包已拆下去

對(duì)電池包的拆卸做剖析

電池包全體

從全體上來(lái)看,電池包形象設(shè)置平整、美觀

右側(cè)白色盒子為DCDC

當(dāng)中銀白色件為高壓配電盒

電池模組

橙色線為高壓線

對(duì)高壓線發(fā)展拆解

拆解電池箱體蓋板

拆電池模組

電池模組特寫(xiě)1

電池模組特寫(xiě)2

電池模組特寫(xiě)3

第一種電池模組已拆下去

審查第一種電池模組

電池模組間接連形式特寫(xiě)

拆卸后電池模組全體特寫(xiě)

電池模組全景

CMU用3根Bonding線來(lái)接連金手指和FPC

電池模組拆解全景

BMS主板

拆解電池模組

拆解完畢

Model 3是特斯拉Model X系列的新品,2017年7月,特斯拉宣告,第一批30輛Model3將在2017年7月28日舉行的慶典上交付給顧客。但截止2018年5月28日,這款車型只在美國(guó)和加拿大實(shí)現(xiàn)交付,特斯拉推遲Model 3的歐亞洲交付時(shí)間至2019年。

全無(wú)疑問(wèn),此刻特斯拉承擔(dān)著龐大的負(fù)擔(dān),終歸企業(yè)曾經(jīng)食言過(guò)好多次。當(dāng)前馬斯克在接納CBS采訪時(shí)在談到了企業(yè)日前面對(duì)的負(fù)擔(dān):咱日前負(fù)擔(dān)山大,在往日幾個(gè)月事宜變得極端難題和使人苦悶。沒(méi)錯(cuò),此刻咱都曾經(jīng)在工廠地板上睡覺(jué)了,這其實(shí)不是由于在那兒睡覺(jué)很有趣,那兒太糟糕了。為這,大伙怎樣看馬哥美滿的懊惱呢?

位于美國(guó)加州Fremont的特斯拉工廠是全球上最領(lǐng)先進(jìn)步的車子工廠之一,坐擁 530 萬(wàn)平方英尺的制造和辦公區(qū),總占地面積約 370 英畝。在Fremont市批準(zhǔn)特斯拉的擴(kuò)建計(jì)劃后,企業(yè)的廠房范圍將翻番,達(dá)到近 1000 萬(wàn)平方英尺,而且在然后的幾年中締造數(shù)千個(gè)新事業(yè)崗位。

在特斯拉此前,F(xiàn)remont工廠在1962至1982年時(shí)期屬于于通用車子企業(yè);從 1984 年到2009年,該工廠歸隸屬豐田創(chuàng)立的新結(jié)合車子生產(chǎn)企業(yè) (NUMMI)。特斯拉 于 2010 年采購(gòu)該工廠并發(fā)展進(jìn)級(jí)改裝。2012年6月,特斯拉第一輛Model S在該工廠下線。為了改變廠區(qū)本來(lái)昏暗、封閉的環(huán)境,特斯拉為工廠增設(shè)了天窗,為工大家導(dǎo)入當(dāng)然光,而且用白色環(huán)氧樹(shù)脂噴涂地面,營(yíng)造了清潔的事業(yè)環(huán)境。同一時(shí)間,廠區(qū)還設(shè)立了食堂、健身房、衛(wèi)生中心和戶外休閑區(qū)。

為了實(shí)此刻2018年產(chǎn)能攀升至500,000臺(tái)車的指標(biāo),特斯拉在致力塑造全世界自動(dòng)化水平最高的生產(chǎn)體系,并保證許多數(shù)功效都通過(guò)嚴(yán)刻的培訓(xùn),從而滿足特斯拉的制造過(guò)程。截止日前,特斯拉Fremont共產(chǎn)的制造率提高了 400%,在2017年Model 3投入制造后,這一制造率將再次提高。Fremont工廠制造的每一輛Model S、Model X和Model 3,以及機(jī)動(dòng)車的絕多數(shù)零部件,都表現(xiàn)著特斯拉最高水準(zhǔn)的制造工藝。

加利福尼亞州Fremont,特斯拉工廠設(shè)備圖

本文說(shuō)起的特斯拉的車間里,從原始資料到加工成品的裝配,差不多悉數(shù)制造進(jìn)程及事業(yè)(除了少量零部件)皆是自給自足,也因而,這邊被稱為全世界最智能的全自動(dòng)化制造車間。

在四大生產(chǎn)步驟中,即沖壓制造線、車身中心、烤漆中心與裝配中心,保守預(yù)計(jì)有著150余臺(tái)機(jī)器人參加到事業(yè)中。在這邊,你差不多都見(jiàn)不到人的身影。

皆是機(jī)器人的裝配中心

能達(dá)成好多動(dòng)作的機(jī)器人

噴漆烤漆車間一覽

安裝遮風(fēng)玻璃的進(jìn)程

安裝椅子的進(jìn)程

一種啟動(dòng)機(jī)蓋的沖壓達(dá)成只需6秒鐘

精細(xì)加工啟動(dòng)機(jī)的進(jìn)程

僅用一種機(jī)器人就可以搬運(yùn)車架

流水線運(yùn)營(yíng)進(jìn)程機(jī)器大家沒(méi)有縫對(duì)接

事先設(shè)定好程序后

機(jī)器人全程被電腦歐操控

簡(jiǎn)直牛逼!

文章來(lái)自:車子資訊與零部件

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