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特斯拉将12V铅酸电池替换为锂电池,宁德时代又一神作

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编辑:大钊

记者:冯金刚参数图片

出品:电动势(wxid-dianxiaoer01)

一个多月以前,特斯拉宋永涛跟我说,你知道特斯拉最厉害的地方在哪儿吗,其实不是软件,而是工程开发能力。

新能源工程师出身的我,那一刻对他的话深以为然,因为在他话音刚落,特斯拉的压铸车身、马斯克睡在车间解决Model 3产能问题等一系列工程画面闪现在我的脑海中。

现在,特斯拉卓越的工程开发能力再一次显现了,也佐证了宋永涛的说法。

美国时间6月10日晚,特斯拉Model S 的改款车型Model S Plaid正式上市交付,尽管新车外观较现款变化不大,但性能和技术绝对是跨时代的。

按照专注报道特斯拉的媒体——teslarati的说法,Model S Plaid“最微妙但最重要的改进之一”是将12V铅酸电池换成锂电池。

熟悉特斯拉的Mike Land 对此亦表示认可,他在推特上也对特斯拉这一技术壮举进行了感慨,他说:

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 的这条推特得到了马斯克本人的点赞。


所以,特斯拉为何要将已有百年历史的12V铅酸电池替换成锂电池?这块被大家众目所望的明星锂电池到底是哪家的?还有,锂电池取代铅酸电池会成一个趋势吗?

1、大势所趋

据刘广林著的《铅酸蓄电池工艺学概论》所述,铅酸蓄电池是由盖斯腾·普朗特于1859年发明,经过一系列改进、演化,至今已有162年历史。

如今在世界范围内,铅酸电池的产值和产量都位居各种化学电源与物理电源的首位。据Global Market Insights公布的数据显示,2019年全球铅酸蓄电池市场规模达578亿美元,同比增长6.8%。

铅酸电池被大肆用于内燃机汽车、飞机发动机的起动,电动两轮车的动力电池,等等。由于当前电动汽车的电气架构来源于内燃机汽车,所以当前几乎所有新能源车的启动电池仍然是铅酸电池。

然而,随着智能电动车向纵深发展,各种传感器、芯片的加入使得原有电气架构越来越乏力,首当其冲的就是12V电源,由于“吃电深度”加大,后者寿命大打折扣。

一般铅酸电池的设计寿命是5-8年,但实际使用1-2年更换的比比皆是。一些电动车车主甚至吐槽,有时一年更换多达3次。

无论是1-2年,还是5-8年,铅酸电池的寿命都不算长,这也是162年来人类都未能解决的世界难题——铅酸电池的“不可逆硫化”。

数据显示,一般铅酸电池的循环寿命次数为300-500次,这与新能源汽车里面的锂电池差太远,后者基本都在2000次循环以上,高者大概有5000次续航。

一方面是铅酸电池的寿命比不过锂电池,另一方面是智能电动车对低压电需求加大,将铅酸电池换成锂电池装进智能电动车,成为了新能源行业实质上的趋势。

不过,虽然新世纪的大门近在咫尺,但勇敢推开的,不是别个,仍然是那个以工程开发见长的特斯拉。

除了上述提及的Model S Plaid,新款Model X,以及接下来的Model 3/Y等特斯拉旗下新车都会将铅酸电池替换为锂电池。

马斯克还证实,特斯拉目前正在为其车辆开发一款轻型的48V子系统。据悉,新架构将用于所有的低电压需求的汽车,并将比目前的系统更具成本效益。

2、“东方的神秘力量”

回到Model S Plaid搭载的锂电池,对于这一跨时代的技术改进,不少外媒进行了报道与评论。

据全球最大新能源垂直媒体InsideEVs描述,“与标准的12V 电池相比,这个新电池看起来非常小且轻得多。我们坚信,它的性能也将比标准铅酸电池好得多,后者在许多情况下(和许多车型)死得太频繁了。”

在InsideEVs看来,“12V锂电池在电动汽车中具有很多优势,因为它节省空间、重量、具有更高的循环寿命和日历寿命,更适合应用。铅酸电池适用于以高电流启动发动机,而这在电动汽车中是完全不需要的。”

具体数字是,这块锂电池相对铅酸电池减重80%(-10kg),体积减少60%。有媒体做了个比喻,“从半箱矿泉水的体积和重量缩小到两瓶矿泉水的体积和重量。”

至于Model S Plaid搭载的新锂电池的寿命几何,目前没有结论,理论上不会短。按照文章开头Mike Land的说法——与汽车同寿命,而且这一说法得到了马斯克的点赞,说明在寿命上肯定有惊喜。

从外媒公布的图片来看,这块锂电池容量为6.9Ah,电芯排列方式为为1并4串(1P4S),额定输出功率99Wh。我从Model S Plaid的用户手册上获取了这块电池的电压,为15.5V。


尽管外界议论纷纷,但在特斯拉看来,将铅酸电池换成锂电池,核心还是希望改善这种低压电池的生命周期,进一步节省电动车日常使用成本,以提高车主的使用便利性。

当然,也有从性能角度来探讨,认为锂电池的密度比铅酸电池密度更有优势,在实现功能的同时,前者重量占优,进而提升续航和加速性能。

关于采用更轻的锂电池带来的性能提升,马斯克讲了一句黑色幽默,“如果你想造好一辆车,你首先要确保牛顿站在你这边。”

至于这块锂电池是哪家给特斯拉提供的,大家也非常关注,我跟特斯拉中国相关人士做了沟通,对方表示并不清楚,他说也许松下,也许LG新能源,也许宁德时代,这三家目前是特斯拉的电池供应商。

新能源业内资深人士朱玉龙对此也有撰文讨论,但他只说了一个“东方的神秘力量”,而以上三家都在东方,这一点不好辨别,然后他说跟对方工程师(友人)有交流,最后又补了一句,“随着基于电池技术在中国的迭代,再过个5年,估计国内的圈子会主导不少全球最顶尖车型的零部件设计。”

所以结论大致就出来了,就是宁德时代。

其实这块电池之前在网上被曝出来过,从一位曾参观宁德时代总部展厅的网友披露的照片来看,该电池与特斯拉Model S Plaid这块锂电池的外观十分相似,这无疑也证明了是宁德时代提供的。



总的来说,对于宁德时代给特斯拉供应低压电池,有意外,也在意料之中。

在这块电池装到Model S Plaid之前,大家并不知道宁德时代还有这么个产品。至于在意料之中,那是因为自2020年初特斯拉与宁德时代合作以来,双方关系融洽,且日渐甜蜜,搭载宁德时代磷酸铁锂电池的Model 3月销突破3万辆之后,另一款车型Model Y也旋即加入到磷酸铁锂阵营。

作为中美两个新能源领军者,彼此内心还是十分默契的。

3、开辟新市场

去年夏天,我从淘宝购买了一个手持小电风扇,令我意外的是,这个风扇用的是2170锂电池,这应该是我第一次在家用电器里看到可充电的锂电池,想到这个,突然觉得再也不用买一堆干电池了。

今年4月21日,作为国内铅酸电池龙头企业,骆驼股份对投资者披露,“公司新能源板块已布局锂电储能,公司将推进相关业务发展。”

而作为世界上最大的铅冶炼企业,今年6月2日,豫光金铅对外表示,“锂电池对铅酸电池有一定的影响,短期内锂电池大规模替代铅酸电池有限,不会有大的冲突。公司认为,在未来一段时期内,将存在两种产品持续共存的局面。”

这三个小故事带来的启示是,在占领新能源汽车市场后,锂电池正加速向其他市场渗透。以电动两轮车市场为例,自锂电池2010年挺进市场以来,到2019年,锂电池两轮车的市场份额占比已经来到13.2%。

至于锂电池是否会取缔铅酸电池,成为汽车的启动电池,目前来看还为时尚早,尽管三元锂的各项性能秒杀铅酸电池,奈何成本是硬伤。

据测算,在电动自行车中,同等容量的电池,铅酸电池比锂电池便宜800-1000元。当然,如果是电量需求更少的汽车启动电池,差价应该不会有这么大。

而且,既然特斯拉已经装车了,而且还准备给旗下车型全部换上,说明在成本限制更小的豪华电动车市场,锂电池替代铅酸电池的条件已经成熟。不难预计,在特斯拉的强烈带动下,其他电动车品牌都会思考将铅酸电池替换为锂电池。

一个新市场,再一次被开辟。

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