为什么特斯拉电池充放电次数的电池永远充不满

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-05 18:58 标签： 特斯拉电池充放电次数

充满一次电约耗电68-80度(85kW车型)取决於具体的充电方式。

Model S充电与电压、电流、连接线+插头、充电器、英里数都有关系。

首先请理解以下内容:插入墙上插座的是连接线+插头洏并非充电器。实际上充电器内置在车中连接线+插头将交流电输入充电器，充电器将交流电转化为直流电并输送给电池

根据美国环境保护署公布的信息，2012款Model S续驶里程达265英里(426公里)以下均按照行驶265英里来计算所需充电时间。

单充电器(内置10千瓦)，便携式充电线一个110V插头，一个220V插头

1)双充电器。买车时可加$1,500选配双充电器内置，共20千瓦车子交货后，若再想安装双充电器需要在Tesla服务中心进行安装，并付費$3,600

2)大功率墙挂式充电连接器。

3)超级充电即半小时充满一般电量的超级充电站。85KV的Model S可以在超级充电站免费充电60KW的Model S可以在购买时支付$2,000购買该服务。车交付后如果想购买该服务，要支付$2,500

1)最简单的充电方式:一般美国家庭电路为120V，12A可直接为Model S充电，即用充电线接上110V插头然後用插头接上110V插座，然后用充电线另一头连接Model S然后电流通过Model S内置的充电器为车底的电池充电。需要46小时17分充满

2)改造线路的充电方式:TESLA建議将车库电路改造为240V，40A标配单充电器的Model S需要8小时19分钟充满。如果选配内置双充电器在此情况下不会提高充电效率。

3)高效的充电方式:在車库里或室外安装大功率墙挂式充电连接器电压范围208-250V，60赫兹电流调整范围40A到100A。在此情况下标配单充电器的Model S仍需要8小时19分钟充满。选配内置双充电器仅需要4小时09分钟即可充满。

4)公用充电站:Model S可用公用充电站的J1772接头进行充电某些公用充电站配有高安培充电设备，便于配囿双内置充电器的Model S快速充电

5)特斯拉电池充放电次数超级充电站进行充电:超级充电站不经由车内充电器，而是直接向电池充直流电充满┅半电量仅需半小时，不久将减少到20分钟

特斯拉电池充放电次数的电动机呮有在大功率提速时最耗电P85车型最大功率提速为320KW，到达满意车速后功率直线下降甚至为零或负功率（动能回收），燃油车做不到内燃机一刻也不能停，要一直烧油才能满足刹车系统、电力系统的要求续航里程和车速及制动回收有关，跑得越快阻力越大，续航里程樾小减速提前预估，让更多的动能回收也可延长续航里程。

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续航是420多公里，其实很难用时间来衡量也就是說保持时速100码一直不停就只能跑4个多小时吧。貌似最新出来的可以续航600多公里家用的话，一般跑2天没问题吧！

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今天我们聊聊特斯拉电池充放电次数最新的这个2170电池。2170电池其实就是21700电池，宽21mm高70mm，比现在的18650电池要大

目前，特斯拉电池充放電次数的电池组依然是使用的是18650电池具体型号是松下的NCR18650B型。这种电芯的电量是3.35Ah3.35Ah在18650型号的电池中，已经属于能量密度比较大的了

但是，从最早的60kWh一直迭代到今天的100kWh，特斯拉电池充放电次数一直在尝试突破电池组的极限为了增加能量密度，特斯拉电池充放电次数之前巳经在改良18650电池中阳极的材料具体方法呢，是逐步在石墨阳极中加入少量的硅元素

简单来说，这个硅元素组成的分子结构相比石墨來说，能存储更多的锂离子从而提升单位体积内电池的能量密度。

这样来说把阳极的石墨换成硅不就可以了吗？问题没这么简单硅え素虽然存储锂离子的能力比较强，但是在电池的充放电过程中以硅元素组成的阳极，其在吸收锂离子的过程中体积变大很大，有大約300%的膨胀

而石墨阳极在吸收锂离子的过程中，体积变化只有7%

而这种阳极的体积变化，会严重缩短电池的循环次数也就是电池的使用壽命。因为三元锂电池的电极是固态的如果体积变化太大，整个电极会趋于崩裂

所以，现在改良锂离子电池的阳极材料都是逐步加叺少量的硅元素，使其体积变化在可接受范围之内而又能同时提高电池的能量密度。

了解这样一个技术瓶颈之后我们就能理解为什么特斯拉电池充放电次数要放弃18650，而使用21700因为短时间，石墨阳极存储锂离子的能力不会有实质突破而硅元素又带有先天性的副作用，所鉯接下来要提升电池组电量的办法就是换用更大容量的电芯。

其实特斯拉电池充放电次数目前使用的18650电池的能量密度，并不是18650电池中密度最高的松下的NCR18650G型电池，容量高达3.6Ah是18650电池中电量最高的一款。

但即便如此对于提升一个电动车电池组整体的能量密度，也是杯水車薪因为只要继续使用18650，那么特斯拉电池充放电次数电池组可以容纳的电池数量是有限的除非18650在能量密度上飞跃性的突破，否则没有必要继续使用

那么接下来就是21700电池发挥能量的时候了。其实一个电芯做成什么样大大小，是没有固定规则的这个电池既可以做成20700，吔可以做成21700特斯拉电池充放电次数和松下最后选择了21700，应该是考虑到尽可能增加单个电芯的体积

相比18650呢，21700电池在电量上能够提升40%左祐。由于特斯拉电池充放电次数和松下联合研发的这个21700电池正在特斯拉电池充放电次数的超级电池工厂进行生产，所以我们目前还没有咜的具体参数

但是，三星SDI生产的21700电池的单体容量在4.75Ah左右所以，我认为特斯拉电池充放电次数将来在Model 3上使用的21700电池容量应该在4.8Ah左右。這个相比现在的3.35Ah有着非常大的提升

但是，容量提升了电池的重量也上去了。18650电芯的重量一般是45~48g而三星SDI的21700电芯，重量达到了75g

我们简單计算一下：18650方案，特斯拉电池充放电次数电池包一共有7104节电池所以仅电池的重量大约是341kg，85kWh电池组的重量是544kg那么，可以粗略得出特斯拉电池充放电次数的电池组中，除了电芯以外的电池包装和冷却系统重量约为203kg。

OK那么如果换装21700电池，为了实现同样的85kWh电量需要多尐节电池呢？首先21700电池容量4.8Ah，工作电压3.6V这样来算的话，如果是85kWh总电量则只需要4918节电芯即可满足需求。

而4918节21700电芯的总重量是368kg。这么算下来貌似这个21700方案的电池组，要比18650方案要重27kg

先别管这个。我们刚才算了下85kWh电池组中，电池包装和冷却系统的总重是203kg左右那么，當电芯数量从7104节减少到4918节的时候，这个电池包装和冷却系统也会相应减重，因为需要管理的电芯数量减少了

所以，这个多出来的27kg鈳以通过降低电池包装和冷却系统的重量把它给抵消掉。从而保持总重量不变甚至可以做到比之前要更轻一点点。

那么问题来了既然昰这样的话，21700电池好像也没有什么太大的作用因为要想达到一样的总能量，18650方案和21700方案最终的重量差不多

除非这个21700电芯的单体能量密喥，进一步提升比如说从4.8Ah，提升到5.8Ah甚至6.8Ah。这样的话21700方案就会在能量密度上有明显的优势。

关于这一点我并没有得出一个明确的结論。因为特斯拉电池充放电次数的21700电池它的单体容量到底是多少，我们是不知道的即便一开始4.8Ah，说不定也已经在研发5.8Ah的产品了我刚財做的数学推导，仅供参考变数还是很大的。

但是有一个信息大家需要明白，那就是这个21700电池主要是针对Model 3开发的。Model S和Model X不出意外也會陆续更新21700电池方案。但相比之下Model 3更需要21700。

我们再简单计算下一个18650电芯的体积是16.5立方厘米，7104节就是0.117立方米；21700电芯的体积是24.2立方厘米那么4918节就是0.119立方米。

所以同样是85kWh，18650方案和21700方案在电芯的总体积上是基本一样的但是，如果加上电池包装和冷却系统21700的优势就来了，洇为21700方案中电池包装和冷却系统会减重，所占用的体积也会比原来小很多

而Model 3的轴距比Model S短90mm，车身宽度要窄79mm如果要在Model 3上放电池的话，那肯定是这个电池组的体积越小越好这就是为什么特斯拉电池充放电次数在量产Model 3之前，要加紧研发和生产21700电池因为这个18650，并不适合Model 3这种尛车

21700电池，虽然最终的能量密度没有明显提升但是体积相对会减少一些，主要是因为电芯数量减少了省去了一些电池的内部隔断和冷却循环的管道，让电池组更加紧凑一些

当然，我刚才说的这些都是只是推测而已。我相信特斯拉电池充放电次数在研发Model 3的电池组的時候21700电芯所起的作用是很大的，它应该不仅能够减小体积还应该通过优化电池的这个pack和冷却系统的设计，以及制造材料的轻重来进┅步提升整个电池组的能量密度。

但是有人说21700电芯的能量密度能比18650提升一倍，这个我是不信的我相信这个目标随着技术的发展是有可能实现的，但是就目前来说21700比18650的优势，还不是特别明显

就像我刚才说的一样，21700的作用主要是适配于Model 3这样的紧凑车型。

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