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特斯拉等电动汽车为何选用18650动力电池?



  北极星输配电网讯:【编者按】对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线,大家可能首先把目光转向特斯拉。特斯拉在进行电动汽车电池开发时,测试了很多种类的电池,但最后把目标锁定在18650电池,那么究竟18650电芯有哪些优缺点?本文作者为小鹏汽车团队工程师,他将对此进行分析。

  采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源,在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟,同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。

  对于用18650电芯做为新能源电动汽车电池的技术路线,大家可能首先把目光转向特斯拉。特斯拉在进行电动汽车电池开发时,测试了很多种类的电池,但最后把目标锁定在18650电池,那么究竟18650电芯有哪些优缺点?本文作者为小鹏汽车团队工程师,他将对此进行分析。

  18650其实是指电池的外形规格,是日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准电池型号,其中18表示直径为18mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池。18650电池原指镍氢电池和锂离子电池,由于镍氢电池现在比较少用,所以现在多指锂离子电池。18650锂离子电池单节标称电压一般为3.6V或3.7V;最小放电终止电压一般为2.5~2.75V。常见容量为1200~3300mAh。

  18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池,广泛应用在电子产品中。多年来,日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验,使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。

  相比之下,层叠式锂离子电池远远没有成熟,常见的有方形电池、软包电池,甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一,电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件,大多数以人为控制为主,电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求,大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥,而18650电芯可以解决这一问题。

  总结来说,18650电池的单体容量小,所需的单体数量会很多(ModelS有7104只),但是一致性很好;层叠式电池的容量可以做得较大(20Ah到60Ah),单体数量可以降低,但是一致性差。相比之下,现阶段很难投入大量的人力物力与电池供应商一起去改善层叠式电池的生产工艺。因此,在研发Roadster和ModelS的时候,Tesla的唯一选择是从市场上去购买电池,自行开发电池系统。开发一套管理6000多节单体一致性很好的电池系统与开发一套200多节一致性很差的电池系统,相比之下,前者的技术难度应该更低一些。即使单体电池数目增多,但是如果这些电池的性能是可靠的,管理起来还是容易一些。

  对比另一款很成功的纯电动汽车,日产的LEAF,它采用的是层叠式锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年,在电池技术方面积累很深厚,在品质控制方面有相当的功力。LEAF的电池来自AESC日产与NEC的合资公司。

  对比下美、日、中等不同地区的汽车厂商在开发电动汽车时与电池厂商的合纵连横是一件非常有意思的事情。

  层叠式电池的厚度薄、表面大,均热、散热能力都不错,因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理!),由空气的自然对流将热量带走。

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