现在提到电动车,大家就条件反射似的联想起特斯拉。确实,在电池方面,特斯拉做得足够优秀,毕竟管理好 7000 多节 18650 圆柱电池(Model 3 使用 2170 电池),绝对是个「技术活」。不过,特斯拉使用的这种方案,只是目前电动车领域为数不多的几个电池技术流派之一。事实上,我们所谓的「传统整车厂」,在这方面的「造诣」同样很高。
他们和特斯拉的技术有什么区别?这篇文章我们以通用为例来进行解读。
为什么是通用?其实在电动车方面他们是有「悠久传统」的,要知道早在上世纪 90 年代,通用就推出了 EV1 电动车,由此也有了那个著名的纪录片《谁杀死了电动车》。从技术发展史上看,通用从铅酸电池、镍氢电池到三元锂电池都玩了个遍,绝对算是现代电动车的开山鼻祖了。
在这个「看脸」的社会,我们先来看外观。
特斯拉 Model S 的电池组是这样的:
电池组其实和人类一样,不能太冷,也不能太热。电池组由许多电池单体构成,假如每个单体的温度都不一样,就会影响电池性能的一致性以及 SOC 估计的准确性,轻则影响电池寿命,重则影响车辆安全。
所以工程师们就为电池组设计了专属的「温度调节系统」,让电池组始终在最合适的温度下工作。
不过对于特斯拉来说,电池组的温度管理绝对是个「噩梦」,因为他们要面对几千节柱型电池(Model3 使用的是 2170 电池)。
特斯拉的做法是在电池单体之间设置大量冷却液管道,GeekCar 曾见证了一次特斯拉电池组的终极拆解:
从图中也可以看出,各个电池单体之间除了冷却液管道外,还有绝缘带,防止短路。这也出现另外一个问题,就是一旦发生碰撞,绝缘带损坏,极有可能出现短路、起火。所以特斯拉发生碰撞后,起火的案例不在少数,并且火势都很猛烈:
再来看看通用这边是怎么控制电池温度的,别克 VELITE 5 电池示意图如下:
别克 VELITE 5 的电池包由 96 个电芯串联,然后两个并联一起,一共 192 个电芯,电池包重量为 183Kg,总容量为 18kWh。
由于别克 VELITE 5 使用了片状的软包电池,所以在每片电池之间都设计了冷却液管路,呈「三明治」结构。这种片状设计,也就决定了电池单体和冷却液管路之间贴合非常紧密,热传递效率非常高。
和特斯拉不同,别克 VELITE 5 的冷却液的流动是可以控制的。在夏天温度过高时,冷却液能用空调系统降温。按照官方的说法,别克 VELITE 5 可适应-30~60 摄氏度的环境,电池组的温度控制达到了±2 度。
有意思的是,仔细观察别克 VELITE 5 和插电混动版凯迪拉克 CT6 你就会发现:这两款车的电池组结构类似,电池组容量只相差 0.4kWh,只是堆积方式有明显不同。
这是因为通用在设计电池组之初,就考虑到了未来在多款车型上的应用。如此一来,工程师就能根据不同车型的车身结构、容量需求等因素,快速设计出合适的电池组。
其实对于普通用户来说,考虑问题非常实际,比如电池组能量衰减问题。客观来说,任何电池都是有寿命的,会随着循环次数的增多,所能够储存的能量逐渐变少。
不过通用曾公布过这么一个数据:20 亿公里。目前,通用汽车的动力电池在全球已经累计了 20 亿公里的行驶里程,没有一例因为电池能量衰减问题而返厂。所以你看,如果你特别在意「续航里程」,别只盯着数字看,电池技术才是本质。
小结
其实对于整车厂来说,既然要发展新能源车,那么和三电有关的技术就必须去了解,也就是所谓的「know how」,只有这样才能保证自己在这方面的核心竞争力。从这一点来看,通用已经占得先机…
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我只想知道在环保问题越来越被人民重视的今天,你们对电池得回收利用有考虑过吗? 有相关的技术储备吗?还是电池使用年限到了以后直接扔给社会