2018年06月04日 | 特斯拉 Model 3 的电池组是怎样炼成的？

特斯拉团队基于 2170 电池给 Model 3 设计了全新电池组规格，最近国内外关于 Model 3 的拆解视频越来越多，我们对 Model 3 电池组也有了更深的理解。也有很多谜团还有待解开，比如 Model 3 标准版电池组的设计和布局等等，这篇文章是对现有信息的汇总，Enjoy。

特斯拉 Model 3 的电池组到底是多大？

特斯拉原先的车型命名规则是非常直观的，我们以 Model S P100D 为例，P 代表 Performance（性能）、100 代表电池组规格为 100 kWh、D 代表 Dual Motor（双电机全轮驱动）。但 Model 3 只有标准电池（Standard Battery）和长续航电池（Long Range Battery）两种模糊的电池组规格。

我一度以为，Model 3 的长续航电池组是 75 kWh。但后来美国环境保护署（EPA）的文件显示，长续航车型的总电压为 350 V、电池容量为 230 Ah，这么一算电池组规格达到了 80.5 kWh。

EPA文件

这个文件在网上曝光后，特斯拉没有评论 80.5 kWh 的真实性，只是强调“可用容量为 78 kWh”。也就是说如果按照之前的命名规则，截止到现在交付的单电机长续航版 Model 3 应该叫 Model 3 78。

（看起来怪怪的，看来还是新命名规则好）

我为什么以为长续航电池 75 kWh，是下面这个人说的。

忽略上面那个想要 Model 3 P100D 的狂野哥们...

这条 Twitter 发布于 2017 年 3 月 24 日，而实际电池规格达到 78 kWh 是 8 月初被扒出来的。所以一种可能是 Twitter 发布后 Elon 继续对工程制造团队施压，在量产前的最后关头大力出奇迹，成功多塞了几度电进去；不过我更愿意相信，是 Elon 考虑到 78 kWh 这个规格已经高于 Model S 75D 的电池规格，避免 Model 3 影响后者的销售 & 被 Model S 75D 车主眼中的怒火灼伤，特斯拉选择宣传上主动减配。

这种事情特斯拉也不是第一次干，比如说 Model S 100D 的 EPA 续航里程是 341 英里（约 549 公里），而官网数据是 335 英里（约 539 公里）；Model 3 长续航版的 EPA 续航里程是 334 英里（约 537 公里），而官网数据是 310 英里（约 499 公里）。

特斯拉没有解释为什么多次在宣传上调低续航里程，可能是觉得 EPA 工况不够苛刻，难以模拟真实行车能耗？

关于 78 kWh 和 80.5 kWh 是这样的，汽车制造商会配备一个高于宣传的电池组规格，软件限制一个较小的可用容量，避免过充过放对电池造成损害。比如 Model S P100D 的实际规格为 102.4 kWh，可用容量为 98.4 kWh。这个其实是业内通行的的常规操作。

特斯拉 2170 电池密度有多高？

关于 2170 电池，一直有个很笼统的说法是相对 18650 有 30% 的能量密度提升。

确立了 80.5 kWh 的规格和其他细节后，我们可以直接推算。

美国一个狂热的电动车爱好者 Jack Rickard 拆解 Model 3 电池组显示，长续航版一共 4 个模组，其中 2 个有 25 个单元，2 个有 23 个单元，每个单元有 46 个电芯，共计 2 ×（25+23）× 46 = 4416 个电芯。

Jack Rickard 拆解视频截图

如果按照电芯的电压 3.6 V 计算，那么每个 2170 电芯的容量就是 80.5 kWh / 3.6 V ÷ 4416 个 = 5063 mah。

继续算能量密度。

博奇数据的拆解数据显示，特斯拉 2170 电芯单体重量为 68 g。那么特斯拉 2170 的能量密度就是 80.5 × 1000 / 4416 × 0.068 = 268 Wh/kg。

其实 2170 也不新鲜，LG 化学早在 2015 年就量产了 2170 电池，不过单个容量只有 4200 mah，差距过大，不做讨论了。

（LG 化学当时预计 2017 年年中会量产 4800 mah 的版本，但好像到现在都没什么声音。）

LG 化学展示的 2170

三星 SDI 用在电助力自行车上的 2170 电池也量产了，单体容量是 4750 mah，单体重量是 75 g。所以能量密度是 4.75 × 3.6 / 0.075=228 Wh/kg。

三星 SDI 的 18650 和 2170

需要指出一点：维基百科上的 2170 规格，单体典型容量在 4200 mah-4800 mah 之间。也就是说 LG 化学和三星 SDI 的产品都是符合规格定义的，只有特斯拉 2170 的产品性能超出了规格，也没人去改改…

特斯拉如何在 Model 3 车体内塞进了 80.5 kWh电池？

Model 3 比 Model S 的轴距短了 85 mm，车身宽度窄了 99 mm，但最终居然塞下了 80.5 kWh 电池组。能完成这个工程挑战，2170 电池更高的能量密度功劳排第一，此外，特斯拉工程团队也做了非常多的努力。

去年的时候，Elon 在 Twitter 装模做样的说，「我注意到很多人以为Model 3 是特斯拉的下一代车型，就像 iPhone 2 和 3 一样，不是这样的」。

为什么很多人都认为 Model 3 是特斯拉的下一代车型？是谁泄密了？Elon，泄密的罪魁祸首我帮你找到了，就是特斯拉 CTO JB Straubel。2015 年 10 月，Straubel 在内华达州大学的一场演讲中曝了很多关于 Model 3 的猛料。

正在泄密的 Straubel ：）

Straubel 介绍说，自 2015 年 9 月 Model X 实现产能爬坡、批量交付后，特斯拉工程和研发团队中大多数成员都不再为 ModelS/X 项目工作，转而投入到设计和发明 Model 3 中应用的所有新技术中。

重点来了，Straubel 亲口说，Model 3 基于一个全新的平台，特斯拉内部叫做第三代平台（Third generation）。Roadster 基于第一代平台，Model S/X 同属第二代平台。

无论（实际表现）更好还是更差，Model 3 上的大多数技术都是首次应用的。Model X 与 Model S 共用了很多通用的组件，但 Model 3 不行。我们会开发全新的平台、全新的电池架构、全新的动力总成、全新的车身架构…有大量的工作要做，其中一些我们在几年前就开始推进了。Model 3 是公司内部研发和工程投资的核心焦点。

铺垫完毕，可以说回电池部分了。2016 年 8 月 23 日，特斯拉宣布 Model S P100D 正式投产，这款车型对 Model 3 的电池组工艺验证有重要的意义。

Model S P100D 推出后，Elon 专门召开了媒体电话会，对这款车的电池组技术评价是「非常接近理论的极限」。并告诉媒体所有 P100D 车主都为 Model 3 的研发提供了支持，因为 P100D 帮助特斯拉对新电池组架构的理解更深刻。

人们通常会混淆电池和电池 Pack，以为它们是一回事，但实际上一旦你需要在一个电池 Pack 中布置很多电池，技术的复杂性将很大程度上取决于电池单元/模组的设计水平。你可以简单把电池问题视为化学问题和工程问题，但模组/Pack 问题更多是机械、电气和软件工程问题。

相对于 90D，P100D 电池组的重要改进都在模组/Pack 层面，Elon 说两款车上 18650 电芯的能量密度是一致的，但模组和电池 Pack 架构做了巨大改进。从数据上看，相对 90D，P100D 电池容量增加了 11%，重量仅增 4%，而体积完全没有变化。

（插个彩蛋：因为体积规格没变，所以特斯拉还面向 90D 车主推出了更换电池组升级续航的服务，不过价格高达 20000 美元（回收旧电池组），不知道有多少车主进行了升级。）

Straubel 说，P100D 的模组和封装技术有非常大的改进，还有完全重新设计的冷却系统。特斯拉这些年一直致力于改进电池组设计，P100D 电池组属于下一代的版本。新电池组的一些关键技术会应用在 Model 3 的电池组中。

按照业内人士朱玉龙的观点，Model 3 电池组的一个特征便是集成度极高，DC-DC 转换器、充电机、配电继电器全部集成在一起。Jack Rickard 也在拆解后表示，高集成度让电池组的总布线长度大幅减少。Elon 之前说 Model S 线束总长 3 公里，Model 3 只有 1.5 公里，现在知道省在哪里了吧？

不要小瞧线束减重的影响，一款车的线束有几十公斤，砍掉一半对汽车轻量化、电池组能量密度提升还是很有意义的。

Jack Rickard 的计算结果显示，平均到每 kWh 上，Model 3 的电池组比 Model S 85D 轻了 15%，比P100D轻了 6%。这个结论一方面佐证了 Model 3 电池组的改进，另一方面，也坐实了 P100D 和 3 应用了同代电池组技术。

最后，Elon 说 Model Y 线束只有 100 米，那 Model Y 的电池组会有哪些惊喜呢......