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      特斯拉將12V鉛酸電池替換為鋰電池,寧德時代又一神作

      2021/06/18 10:18 作者: 信息來源:金剛新能源

        一個多月以前,特斯拉宋永濤跟我說,你知道特斯拉最厲害的地方在哪兒嗎,其實不是軟件,而是工程開發能力。

        新能源工程師出身的我,那一刻對他的話深以為然,因為在他話音剛落,特斯拉的壓鑄車身、馬斯克睡在車間解決Model 3產能問題等一系列工程畫面閃現在我的腦海中。

        現在,特斯拉卓越的工程開發能力再一次顯現了,也佐證了宋永濤的說法。

        美國時間6月10日晚,特斯拉Model S 的改款車型Model S Plaid正式上市交付,盡管新車外觀較現款變化不大,但性能和技術絕對是跨時代的。

        按照專注報道特斯拉的媒體——teslarati的說法,Model S Plaid“最微妙但最重要的改進之一”是將12V鉛酸電池換成鋰電池。

        熟悉特斯拉的Mike Land 對此亦表示認可,他在推特上也對特斯拉這一技術壯舉進行了感慨,他說:

        On the new Tesla Plaid Model s,the 12v battery is designed for the LIFE OF THE CAR! Who else engineers cars to this level? Nobody!

        有意思的是,Mike Land 的這條推特得到了馬斯克本人的點贊。

        所以,特斯拉為何要將已有百年歷史的12V鉛酸電池替換成鋰電池?這塊被大家眾目所望的明星鋰電池到底是哪家的?還有,鋰電池取代鉛酸電池會成一個趨勢嗎?

        1、大勢所趨

        據劉廣林著的《鉛酸蓄電池工藝學概論》所述,鉛酸蓄電池是由蓋斯騰·普朗特于1859年發明,經過一系列改進、演化,至今已有162年歷史。

        如今在世界范圍內,鉛酸電池的產值和產量都位居各種化學電源與物理電源的首位。據Global Market Insights公布的數據顯示,2019年全球鉛酸蓄電池市場規模達578億美元,同比增長6.8%。

        鉛酸電池被大肆用于內燃機汽車、飛機發動機的起動,電動兩輪車的動力電池,等等。由于當前電動汽車的電氣架構來源于內燃機汽車,所以當前幾乎所有新能源車的啟動電池仍然是鉛酸電池。

        然而,隨著智能電動車向縱深發展,各種傳感器、芯片的加入使得原有電氣架構越來越乏力,首當其沖的就是12V電源,由于“吃電深度”加大,后者壽命大打折扣。

        一般鉛酸電池的設計壽命是5-8年,但實際使用1-2年更換的比比皆是。一些電動車車主甚至吐槽,有時一年更換多達3次。

        無論是1-2年,還是5-8年,鉛酸電池的壽命都不算長,這也是162年來人類都未能解決的世界難題——鉛酸電池的“不可逆硫化”。

        數據顯示,一般鉛酸電池的循環壽命次數為300-500次,這與新能源汽車里面的鋰電池差太遠,后者基本都在2000次循環以上,高者大概有5000次續航。

        一方面是鉛酸電池的壽命比不過鋰電池,另一方面是智能電動車對低壓電需求加大,將鉛酸電池換成鋰電池裝進智能電動車,成為了新能源行業實質上的趨勢。

        不過,雖然新世紀的大門近在咫尺,但勇敢推開的,不是別個,仍然是那個以工程開發見長的特斯拉。

        除了上述提及的Model S Plaid,新款Model X,以及接下來的Model 3/Y等特斯拉旗下新車都會將鉛酸電池替換為鋰電池。

        馬斯克還證實,特斯拉目前正在為其車輛開發一款輕型的48V子系統。據悉,新架構將用于所有的低電壓需求的汽車,并將比目前的系統更具成本效益。

        2、“東方的神秘力量”

        回到Model S Plaid搭載的鋰電池,對于這一跨時代的技術改進,不少外媒進行了報道與評論。

        據全球最大新能源垂直媒體InsideEVs描述,“與標準的12V 電池相比,這個新電池看起來非常小且輕得多。我們堅信,它的性能也將比標準鉛酸電池好得多,后者在許多情況下(和許多車型)死得太頻繁了?!?

        在InsideEVs看來,“12V鋰電池在電動汽車中具有很多優勢,因為它節省空間、重量、具有更高的循環壽命和日歷壽命,更適合應用。鉛酸電池適用于以高電流啟動發動機,而這在電動汽車中是完全不需要的?!?

        具體數字是,這塊鋰電池相對鉛酸電池減重80%(-10kg),體積減少60%。有媒體做了個比喻,“從半箱礦泉水的體積和重量縮小到兩瓶礦泉水的體積和重量?!?

        至于Model S Plaid搭載的新鋰電池的壽命幾何,目前沒有結論,理論上不會短。按照文章開頭Mike Land的說法——與汽車同壽命,而且這一說法得到了馬斯克的點贊,說明在壽命上肯定有驚喜。

        從外媒公布的圖片來看,這塊鋰電池容量為6.9Ah,電芯排列方式為為1并4串(1P4S),額定輸出功率99Wh。我從Model S Plaid的用戶手冊上獲取了這塊電池的電壓,為15.5V。

        盡管外界議論紛紛,但在特斯拉看來,將鉛酸電池換成鋰電池,核心還是希望改善這種低壓電池的生命周期,進一步節省電動車日常使用成本,以提高車主的使用便利性。

        當然,也有從性能角度來探討,認為鋰電池的密度比鉛酸電池密度更有優勢,在實現功能的同時,前者重量占優,進而提升續航和加速性能。

        關于采用更輕的鋰電池帶來的性能提升,馬斯克講了一句黑色幽默,“如果你想造好一輛車,你首先要確保牛頓站在你這邊?!?

        至于這塊鋰電池是哪家給特斯拉提供的,大家也非常關注,我跟特斯拉中國相關人士做了溝通,對方表示并不清楚,他說也許松下,也許LG新能源,也許寧德時代,這三家目前是特斯拉的電池供應商。

        新能源業內資深人士朱玉龍對此也有撰文討論,但他只說了一個“東方的神秘力量”,而以上三家都在東方,這一點不好辨別,然后他說跟對方工程師(友人)有交流,最后又補了一句,“隨著基于電池技術在中國的迭代,再過個5年,估計國內的圈子會主導不少全球最頂尖車型的零部件設計?!?

        所以結論大致就出來了,就是寧德時代。

        其實這塊電池之前在網上被曝出來過,從一位曾參觀寧德時代總部展廳的網友披露的照片來看,該電池與特斯拉Model S Plaid這塊鋰電池的外觀十分相似,這無疑也證明了是寧德時代提供的。

        總的來說,對于寧德時代給特斯拉供應低壓電池,有意外,也在意料之中。

        在這塊電池裝到Model S Plaid之前,大家并不知道寧德時代還有這么個產品。至于在意料之中,那是因為自2020年初特斯拉與寧德時代合作以來,雙方關系融洽,且日漸甜蜜,搭載寧德時代磷酸鐵鋰電池的Model 3月銷突破3萬輛之后,另一款車型Model Y也旋即加入到磷酸鐵鋰陣營。

        作為中美兩個新能源領軍者,彼此內心還是十分默契的。

        3、開辟新市場

        去年夏天,我從淘寶購買了一個手持小電風扇,令我意外的是,這個風扇用的是2170鋰電池,這應該是我第一次在家用電器里看到可充電的鋰電池,想到這個,突然覺得再也不用買一堆干電池了。

        今年4月21日,作為國內鉛酸電池龍頭企業,駱駝股份對投資者披露,“公司新能源板塊已布局鋰電儲能,公司將推進相關業務發展?!?

        而作為世界上最大的鉛冶煉企業,今年6月2日,豫光金鉛對外表示,“鋰電池對鉛酸電池有一定的影響,短期內鋰電池大規模替代鉛酸電池有限,不會有大的沖突。公司認為,在未來一段時期內,將存在兩種產品持續共存的局面?!?

        這三個小故事帶來的啟示是,在占領新能源汽車市場后,鋰電池正加速向其它市場滲透。以電動兩輪車市場為例,自鋰電池2010年挺進市場以來,到2019年,鋰電池兩輪車的市場份額占比已經來到13.2%。

        至于鋰電池是否會取締鉛酸電池,成為汽車的啟動電池,目前來看還為時尚早,盡管三元鋰的各項性能秒殺鉛酸電池,奈何成本是硬傷。

        據測算,在電動自行車中,同等容量的電池,鉛酸電池比鋰電池便宜800-1000元。當然,如果是電量需求更少的汽車啟動電池,差價應該不會有這么大。

        而且,既然特斯拉已經裝車了,而且還準備給旗下車型全部換上,說明在成本限制更小的豪華電動車市場,鋰電池替代鉛酸電池的條件已經成熟。不難預計,在特斯拉的強烈帶動下,其它電動車品牌都會思考將鉛酸電池替換為鋰電池。

        一個新市場,再一次被開辟。



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