鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：903次 | 2021年08月25日
通用、特斯拉的電池技術(shù)路線之爭(zhēng)
大家都說(shuō)將來(lái)是電動(dòng)汽車(chē)的天下，可是你了解嗎，“電池”才是支撐起將來(lái)汽車(chē)帝國(guó)的根基。沒(méi)有電池，就像燃油車(chē)失去了汽油；那沒(méi)有好的電池呢？——就像你加了摻水汽油。
今朝提到電動(dòng)汽車(chē)，大家就條件反射似的聯(lián)想起特斯拉。實(shí)在，在電池方面，特斯拉做得足夠優(yōu)秀，畢竟管理好7000多節(jié)18650圓柱電池（Model3使用21700電池），絕對(duì)是個(gè)“技術(shù)活”。不過(guò)，特斯拉使用的這種辦法，只是目前電動(dòng)汽車(chē)范疇為數(shù)不多的幾個(gè)電池技術(shù)流派之一。事實(shí)上，我們所謂的“傳統(tǒng)整車(chē)廠”，在這方面的“造詣”同樣很高。
他們和特斯拉的技術(shù)有什么差別？這篇文章我們以通用為例來(lái)進(jìn)行解讀。
為甚么是通用？其確實(shí)電動(dòng)汽車(chē)方面他們是有“悠久傳統(tǒng)”的，要了解早在上世紀(jì)90年代，通用就推出了EV1電動(dòng)汽車(chē)，由此也有了那個(gè)著名的紀(jì)錄片《誰(shuí)殺死了電動(dòng)汽車(chē)》。從技術(shù)發(fā)展史上看，通用從鉛酸蓄電池、鎳氫電池到三元鋰離子電池都玩了個(gè)遍，絕對(duì)算是現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)山鼻祖了。
想了解通用現(xiàn)有的電池技術(shù)，可以深入剖析一輛剛剛上市的別克VELITE5。因?yàn)檫@個(gè)基于EREV增程型混動(dòng)技術(shù)打造的車(chē)輛基本可以代表通用在電池范疇的最新技術(shù)成果。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在這個(gè)“看臉”的社會(huì)，我們先來(lái)看外觀。
特斯拉ModelS的電池包是這樣的：
別克VELITE5的電池包是這樣的：
從上面兩張圖可以看出：電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)老大哥通用做電池，并沒(méi)有選擇柱型電池，而是走了“軟包”路線，這是兩者最大的差別。一個(gè)柱型，一個(gè)片狀，雖然形狀不同，但其中都是三元鋰材料，只是各化學(xué)元素占比可能略有差別。原由是三元鋰離子電池能量密度相對(duì)較高，已是今朝動(dòng)力鋰離子電池的首選。
電池包其實(shí)和人類相同，不能太冷，也不能太熱。電池包由許多電池單體構(gòu)成，倘若每個(gè)單體的溫度都不相同，就會(huì)影響電池性能的一致性以及SOC估計(jì)的準(zhǔn)確性，輕則影響電池壽命，重則影響車(chē)輛安全。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
所以工程師們就為電池包設(shè)計(jì)了專屬的“溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，讓電池包始終在最適宜的溫度下工作。
不過(guò)有關(guān)特斯拉來(lái)說(shuō)，電池包的溫度管理絕對(duì)是個(gè)“噩夢(mèng)”，因?yàn)樗麄円鎸?duì)幾千節(jié)柱型電池（Model3使用的是21700電池）。
特斯拉的做法是在電池單體之間設(shè)置大量冷卻液管道，GeekCar曾見(jiàn)證了一次特斯拉電池包的最終拆解：
通過(guò)拆解，我們也發(fā)現(xiàn)特斯拉的電池液冷系統(tǒng)其實(shí)是沒(méi)有循環(huán)泵的，算是“被動(dòng)式”冷卻系統(tǒng)（看上去有點(diǎn)原始…）。其實(shí)從原理上來(lái)看，柱型電池本身是不適合做動(dòng)力鋰離子電池的，因?yàn)樯岵惶锰幚?。至于為甚么特斯拉一定選擇柱型電池，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)特斯拉可選的、技術(shù)成熟、能大量供貨的惟有18650電池。（歷史遺留問(wèn)題…）
從圖中也可以看出，各個(gè)電池單體之間除了冷卻液管道外，還有絕緣帶，戒備短路。這也出現(xiàn)另外一個(gè)問(wèn)題，就是一旦發(fā)生碰撞，絕緣帶損壞，極有可能出現(xiàn)短路、起火。所以特斯拉發(fā)生碰撞后，起火的案例不在少數(shù)，并且火勢(shì)都很猛厲：
再來(lái)看看通用這邊是怎么控制電池溫度的，別克VELITE5電池示意圖如下：
別克VELITE5的電池組由96個(gè)電芯串聯(lián)，然后兩個(gè)并聯(lián)一起，一共192個(gè)電芯，電池組重量為183Kg，總?cè)萘繛?8kWh。
由于別克VELITE5使用了片狀的軟包電池，所以在每片電池之間都設(shè)計(jì)了冷卻液管路，呈“三明治”結(jié)構(gòu)。這種片狀設(shè)計(jì)，也就決定了電池單體和冷卻液管路之間貼合非常緊密，熱傳遞效率非常高。
和特斯拉不同，別克VELITE5的冷卻液的流動(dòng)是可以控制的。在夏天溫度過(guò)高時(shí)，冷卻液能用空調(diào)系統(tǒng)降溫。按照官方的說(shuō)法，別克VELITE5可適應(yīng)-30~60攝氏度的環(huán)境，電池包的溫度控制達(dá)到了±2度。
有意思的是，仔細(xì)觀察別克VELITE5和插電混動(dòng)版凱迪拉克CT6你就會(huì)發(fā)現(xiàn)：這兩款車(chē)的電池包結(jié)構(gòu)類似，電池包容量只相差0.4kWh，只是堆積方式有分明不同。
這是因?yàn)橥ㄓ迷谠O(shè)計(jì)電池包之初，就考慮到了將來(lái)在多款車(chē)型上的使用。如此一來(lái)，工程師就能依據(jù)不同車(chē)型的車(chē)身結(jié)構(gòu)、容量需求等因素，快速設(shè)計(jì)出適宜的電池包。
反觀特斯拉，ModelS、ModelX和Model3的電池包布置方式一模相同，即電池包當(dāng)?shù)妆P(pán)用。
其實(shí)有關(guān)一般用戶來(lái)說(shuō)，考慮問(wèn)題非常實(shí)際，比如電池包能量衰減問(wèn)題?？陀^來(lái)說(shuō)，任何電池都是有壽命的，會(huì)隨著循環(huán)次數(shù)的增多，所能夠儲(chǔ)存的能量逐漸變少。
不過(guò)通用曾公布過(guò)這么一個(gè)數(shù)據(jù)：20億公里。目前，通用汽車(chē)的動(dòng)力鋰離子電池在全球已經(jīng)累計(jì)了20億公里的行駛里程，沒(méi)有一例因?yàn)殡姵啬芰克p問(wèn)題而返廠。所以你看，倘若你特別在意“續(xù)航里程”，別只盯著數(shù)字看，電池技術(shù)才是本質(zhì)。
最后再說(shuō)個(gè)研發(fā)層面的事兒：和特斯拉與松下合作相同，整車(chē)廠也得有電池公司的幫助才行，但是這并不意味著整車(chē)廠就可以把有關(guān)電池的方方面面都扔給電池公司，事實(shí)上，我們前一陣參觀位于上海的通用我國(guó)前瞻技術(shù)研發(fā)中心時(shí)，就看到了他們的電池探測(cè)試驗(yàn)室，在那里，他們會(huì)不停的進(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)研究諸如不同配方電池的性能表現(xiàn)等課題。
小結(jié)
其實(shí)有關(guān)整車(chē)廠來(lái)說(shuō)，既然要發(fā)展新能源車(chē)，那么和三電有關(guān)的技術(shù)就非得去了解，也就是所謂的“knowhow”，惟有這樣才能保證自己在這方面的核心競(jìng)爭(zhēng)力。從這一點(diǎn)來(lái)看，通用已經(jīng)占得先機(jī)…
