文/宋菲

11月12日,記者來到開業(yè)不久的位于朝陽僑福芳草地購物中心一層的特斯拉(北京)體驗店,一輛黑色Model S展車正在充電。一根手指粗的電源線插在汽車尾部左側(cè)面“油箱”的位置,銷售人員講,只要能給手機充電的電源就能給特斯拉充電。再看旁邊的底盤結(jié)構(gòu)展示,Model S的電池是被整合成平板安放在底盤上的
特斯拉的成功被許多分析歸功于成功的市場定位與營銷手段,這點不置可否,但想必在技術(shù)上它也使了大招兒。電池不給力始終是電動汽車發(fā)展的瓶頸,電動汽車的發(fā)展習(xí)慣性地依賴于電池技術(shù)的突破。然而,特斯拉似乎繞開了這一難題,用的是現(xiàn)成的、筆記本電腦上常用的那種電池,這似乎給電動汽車行業(yè)發(fā)展提供了新的思路。

6831節(jié)電池
特斯拉使用的是技術(shù)成熟度和標準化程度較高的松下NCR18650A型號鈷酸鋰電池,它普遍運用于筆記本電腦,但需要使用更多的電池以滿足一定的續(xù)航里程,像85kw·h電池包大概需要6831節(jié),其電源管理系統(tǒng)的復(fù)雜程度可想而知。
對此,特斯拉把網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域用程序控制上萬臺服務(wù)器的模式搬到了特斯拉電池系統(tǒng)控制領(lǐng)域,用分層次管理的辦法進行控制——69個電池單元并連成一個電池組,9個電池組又串聯(lián)成一個電池方塊,最后再串聯(lián)成整塊電池板。每個電池單元、電池組和電池方塊都有保險絲,每個層級都會有電流、電壓和溫度的監(jiān)控,一旦電流過大立刻熔斷。電池包中,電池方塊是最小的可以更換的單元,也就是說,如果某節(jié)電池出問題需要更換,只能將包含這節(jié)電池的電池方塊進行更換。
為什么是69個電池單元組成一個電池組,9個電池組組成一個電池方塊?據(jù)了解,這都是特斯拉員工用一年多時間反復(fù)試出來的,為了保障這些電池一起運行時的安全,早期的員工還都用晚上的時間來引爆電池,測試它們的熱性能。最終工程師們偶然想到了一個設(shè)計,給每塊電池設(shè)置一個緩沖空間和冷卻液,讓電池之間進行隔離。
中國電動汽車怎么不采用這種方法?像以比亞迪E6為代表的大型單體電池路線大概只使用了96節(jié)單體電池。業(yè)內(nèi)人士告訴記者,相對于容量小的NCR18650A電池,采用大容量電池可以減少電池數(shù)量,從而降低成組難度,電池包控制系統(tǒng)更容易設(shè)計。而且,由于車企要負責電池控制系統(tǒng)的研制,所以更傾向于使用數(shù)量更少的大容量電池。
426km續(xù)航里程
除了以先進的電池管理技術(shù)成為電動汽車行業(yè)“發(fā)聵之聲”,特斯拉另外的制勝之處還在于遙遙領(lǐng)先于現(xiàn)有其他電動汽車的續(xù)航里程。
據(jù)了解,美國國家環(huán)境保護局給出的特斯拉Model S電動車的官方續(xù)航里程為426公里,而其他品牌電動車較好的續(xù)航里程表現(xiàn)也就二三百公里。記者還向特斯拉銷售人員了解到,即便在極寒、全車加熱、開窗、擁堵、顛簸等最惡劣的條件下,續(xù)航里程也能達到三百多公里。此外,雖未經(jīng)驗證,有一位車主稱2.1噸的特斯拉可以跑到609公里。
“這或許與特斯拉具備的‘單踏板駕駛’技能有關(guān)?!变N售人員告訴記者,踩下電力踏板給電機通電,松開電力踏板(如下坡)通電停止,在電機尚未停止的情況下會產(chǎn)生一個反向的電力,這以往會被浪費掉,在特斯拉身上卻被回收到電池系統(tǒng)中,這樣的充電效果非常驚人(雖然能量損失會帶來一點點制動的感覺,但非常輕微)。一位Model S車主也就此講到,他曾駕駛特斯拉跑紐約的面包山,77英里上坡路上去后剩余53英里,由于電力回收,下坡路下來剩余公里數(shù)就變成62英里了。
特斯拉的續(xù)航里程還有新的目標。電池容量是影響純電動車續(xù)航里程最關(guān)鍵的因素之一,特斯拉目前的NCR18650A電池容量3100mAh,松下承諾將推出4000mAh的電池,若使用同樣數(shù)量的電池,續(xù)航里程或?qū)⑻嵘?00余公里。只是目前考慮到成本和性價比,Model S車型或?qū)⒅饕捎肗CR18650A電池。
如此驚人的續(xù)航里程,也有人曾提出質(zhì)疑。李書福就曾指出,表面上續(xù)駛里程驚人的特斯拉,其實是用最笨的辦法解決了電池難題。ModelS采用6831節(jié)松下18650鈷酸鋰電池,可提供85kw·h的電量,足以支持2.1噸重的ModelS最高達480公里的續(xù)駛里程。
但也有人就此反駁,人們對馬斯克的崇拜正是因為他可靠地控制了這6831節(jié)小電池。此前一些豪華車品牌也嘗試過特斯拉這種18650的路線,但均止步于復(fù)雜的電源管理系統(tǒng)。而特斯拉目前已經(jīng)將電池包等開發(fā)設(shè)計服務(wù),提供給了豐田和奔馳公司,還向波音公司提議,向其提供鋰電池技術(shù),以替換波音787客機上著火的電池。
3場安全風(fēng)波
隨著特斯拉三起著火事件發(fā)生,質(zhì)疑聲又逐漸向電池的安全性上轉(zhuǎn)移。很多人愿意拿它與比亞迪純電動車運用的,其自主研發(fā)的磷酸鐵鋰電池比較,認為后者雖然比鈷酸鋰電池能量密度低,但穩(wěn)定性更高,更加安全可靠。
幾個技術(shù)參數(shù)可以說明這一點。從能量密度看,鈷酸鐵鋰電池的能量密度為150·160瓦時/千克,磷酸鐵鋰電池的能量密度為100·110瓦時/千克。從熱穩(wěn)定性看,鈷酸鐵鋰電池在攝氏180度時會分解并釋放氧氣,磷酸鐵鋰電池在攝氏600度時結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定,不會釋放氧氣。從應(yīng)用領(lǐng)域看,鈷酸鐵鋰電池主要用在手機、筆記本電腦上,用在汽車上的例子主要是特斯拉,磷酸鐵鋰電池主要用在汽車、儲能電站上,如比亞迪。從化學(xué)原理及使用壽命看,磷酸鐵鋰電池使用了三價鐵,無法再進行化學(xué)變化,因而壽命更長。
雖說在美國全國公路交通安全管理局之前的碰撞測試中,特斯拉Model S獲得了最高安全評級,而且不僅整體獲得5星安全評級,各分類測評中也均獲5星(只有1%的車型在這一測試中能獲得如此好的成績),但著火之后有人對此缺少信服,“電動車應(yīng)該有專門的碰撞測試,與普通車型區(qū)別開?!?/p>
特斯拉正面臨車型安全訴訟的考驗,它被指責面對Model S車型起火問題發(fā)表誤導(dǎo)聲明,沒有披露底盤和鋰離子電池組的防護及起火隱患。
特斯拉公司CEO馬斯克表示:“特斯拉S型電動車在世界上任何地方都沒有出現(xiàn)一例死亡或嚴重傷害案例。而且相比燒汽油的汽車,特斯拉著火的可能性要小5倍。”“但是起火事件還是提醒我們,告別燃油的鋰離子電池本身也有風(fēng)險,”美國Automotive News評論。
勞倫斯伯克利國家實驗室的科學(xué)家芬凱特·斯利尼瓦塞則認為,在那樣的外力條件下,任何電池都會出問題,這就是現(xiàn)實。
Model S中國車主的“純電動”顛覆性體驗
——易到用車CEO周航:創(chuàng)始人可以從TESLA學(xué)什么

由于沒有傳統(tǒng)發(fā)動機,所以整個汽車底盤不是傳統(tǒng)的傳動裝置,而是一整板的鋰電池,僅僅在后輪中央有一個電機驅(qū)動后輪。什么配套的水箱,潤滑,皮帶鏈條的都不需要了,傳統(tǒng)意義的前艙徹底空出來成為第二個行李箱,后行李箱也變得極大,大到可以變身加兩個兒童座位,成為5+2而且絕對舒適的配置。車身自然變得極輕,車的結(jié)構(gòu)變得極其簡單,那種掀開前蓋看到的復(fù)雜機械美顛覆成一種極致簡單的新美感。

看著近乎空空如也的車,簡直就是個玩具一樣。開起來行嗎?什么打火,松手剎,掛擋給油,NO,掛擋直接就走!沒有熟悉的發(fā)動機轟鳴聲,安靜的讓人不習(xí)慣,但車卻神奇般的走了,這不算什么,關(guān)鍵是你一踩電門(不是油門),不是那種發(fā)動機轟鳴聲短暫的加油停歇之后再加速前進的感覺, 而是動力悄然無聲的馬上綿綿不絕涌來,直接推背極速前行,這是一種前所未有的新鮮快感。別說什么電動車沒勁,喜歡汽油車的轟鳴聲動力感,這時候你一定會開始相信電動車不僅是省錢環(huán)保,而是比汽油車更爽!此刻開始真服了。
好吧,就算爽,能開多久?要是比亞迪那樣100多公里的續(xù)航能力,開2小時就得趕緊找充電樁, 難怪沒人敢買。Tesla呢?充滿電是480公里,而且無需專用充電樁,就普通家里車庫的插座就行?;揪拖笫謾C,晚上回家把插頭插上,設(shè)好自動充電啟動時間,早上拔掉插頭開車就走。原來我還擔心就算480公里,我也不敢開長途,誰知道由于充電設(shè)備通用化,在公用車位里改裝一個充電服務(wù)站變得非常廉價和簡單,數(shù)以萬計的充電站讓我可以放心開著Tesla長途旅行了。
電動車,給力!
1.Tesla Roadster
全球首款量產(chǎn)版電動敞篷跑車。
全新一代車身將采用更多輕質(zhì)材料,車身重量更輕。
新車將配備更加強勁的電動動力系統(tǒng),0~100km/h加速4s以內(nèi)。
2.福特??怂笶lectric
福特旗下第一款純電動轎車。
在240伏電壓作用下,只用3~4個小時充滿電。采用純電池供電,這些增強型鋰離子電池都來自于LG化工集團,為保證良好使用壽命,整個電池系統(tǒng)運用加熱和制冷雙重的液體來幫助最大化的使用可能。
3.奔馳SLS AMG Electric Drive
安裝有四個體積緊湊的永磁同步電動機,分別向四個車輪提供總計約750馬力的功率輸出,總扭矩超過1000牛米。
廠家測試0~100km/h加速成績?yōu)?.9s,極速被限定250km/h,電動機最高轉(zhuǎn)速13000rpm。
續(xù)航里程250公里。
使用專用高速22千瓦充電樁3小時內(nèi)充滿電。使用家用電源,需要20小時。
4.路虎衛(wèi)士Electric
路虎首款電動車型。
搭載了一套純電動系統(tǒng),電動機最大功率95馬力,最大扭矩330牛米。
最大續(xù)航里程80公里左右。
為電動機供電的是容量為27千瓦時的鋰離子電池組,最快僅需4個小時充滿電,慢充需要10個小時。
5.標致EX1
最大亮點是頂部裝有將日光能源儲存在緩沖電池中的太陽能板,另配有一個可以調(diào)節(jié)所有可再生能源(風(fēng)能、水能)電壓的電池充電器,使車廂形成一個獨立的能源再生站。
前輪采用雙叉式懸架和四輪驅(qū)動,雙電機動力可輸出最大340馬力的功率,通過兩個電動機分別驅(qū)動前后輪,每個軸得到的最大扭矩為240牛米。0~100km/h加速3.55s。
6.Fisker Karma
增程式電動車和沃藍達Volt一樣同時搭載汽油發(fā)動機、主發(fā)動機與主驅(qū)動電機。
汽油發(fā)動機是來自通用汽車代號為LNF的2.0T渦輪增壓發(fā)動機,帶有缸內(nèi)直噴技術(shù),最大輸出功率260馬力。與主電動機直接串聯(lián)后,后者最大輸出功率238馬力。
7.勞斯萊斯102EX Electric
可能搭載兩臺電動機,可達到390馬力的最大功率,800牛米的最大扭矩?!懂a(chǎn)品可靠性報告》2013年12月刊

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