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首批Model 3即將交付,你弄懂它的電池/電機技術(shù)了嗎?



6月新能源汽車銷量回暖明顯,總體上半年配電量需求達5.96GWh,核心電池廠產(chǎn)銷有望持續(xù)提振,電池材料需求拉動明顯受益,維持增持評級。


還有4天,萬眾期待的首批特斯拉Model 3即將交付,雖然此次特斯拉依舊為新車產(chǎn)能而苦惱。月初,特斯拉CEO Elon Musk在其推特上表示,第一輛Model 3已成功下線。再根據(jù)特斯拉官方消息,7月28日首批新車正式交付之后,Model 3 的產(chǎn)量將跳躍式翻倍增加——8月交付100輛,9月交付1500輛,12月份交付20000輛。


目前Model 3的訂單已逼近50萬輛,有媒體報道,按照特斯拉目前的產(chǎn)能,現(xiàn)在預訂的Model 3汽車可能將于2019年才能拿到實車。不知首批30輛新車交付的風頭,是否能慰藉大家翹首以待的心?


與以往一樣,產(chǎn)能跟不上訂單數(shù)是特斯拉的亟待解決的問題。為此,Elon Musk在今年6月初的特斯拉2017年度股東大會上透露,未來特斯拉將要新建10-12個超級工廠來滿足產(chǎn)能需求。近日,Musk已證實,特斯拉在未來幾年將要在美國新增2-3個超級工廠。新工廠的建設勢必會增加產(chǎn)能,縮短用戶的等待時間,未來,當我們預訂一輛特斯拉汽車將可更快地收到實車。

 

拋開產(chǎn)能,Model 3還有什么值得探討?


Musk曾公開表示,Model 3并非特斯拉的第三代升級版汽車,而是Model S的“閹割版”。為此,外媒也做了兩組參數(shù)對比:

 

圖一 圖片來源:網(wǎng)絡


由圖一可知,Model 3在續(xù)航里程數(shù)、百公里加速、車內(nèi)空間等方面均遜色于Model S。據(jù)特斯拉官方消息,Model 3的續(xù)航里程為345公里(Model S為450km-573km),百公里加速為5.6s(Model S 為2.7s)。但是Model 3 起售價僅為35000美金(約合23萬人民幣),被追捧者視為超高性價比!


即使是精簡版的車型,Model 3的電池和電機新技術(shù)依然值得探討。

 

Model3電池關(guān)鍵詞:21700型號,300Wh/kg,1200次循環(huán),48萬公里



(美工今天請假)


不同于以往18650型號的電池,Model 3上采用了當前可量產(chǎn)電池中能量密度最高且成本最低的21700型號的電池。特斯拉公司表示,在現(xiàn)有條件下,其生產(chǎn)的21700電池系統(tǒng)的能量密度在300Wh/kg左右,比其原來18650電池系統(tǒng)的250Wh/kg約提高20%。


據(jù)外媒報道,特斯拉電池研究小組研發(fā)了一種新型技術(shù),可讓汽車在形式48萬公里之后,電池衰減比例僅為5%。該項技術(shù)提高了NMC三元鋰電池中的某種化學成分,可以限制高壓下電池運行時產(chǎn)生的有害氣體,能夠在超過1200次循環(huán)后依然有著優(yōu)秀的性能表現(xiàn)。把電池單體制成電池組,1200次循環(huán)等同于車輛行駛大約48萬公里。以每年行駛2萬公里計算,理論上,車主在連續(xù)開24年后電池容量仍然可以達到出廠容量的95%。而Model 3將是首款使用該技術(shù)的車型。

 

Model 3電機關(guān)鍵詞:體積小,重量輕,百公里加速


(嗯,是的,美工請假進行時)


當電池技術(shù)提升到一定程度后,除非發(fā)現(xiàn)可商用化的新材料,否則再難以明顯增加續(xù)航里程數(shù)。此背景下,提升電機技術(shù)就成了十分關(guān)鍵的一環(huán)。而特斯拉雙管齊下,Model 3不僅采用了新的電池技術(shù),還搭配了全新的驅(qū)動變頻器。


筆者在《淺析2017年新能源汽車驅(qū)動電機發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》一文中也有提到,驅(qū)動電機主要有四種:直流電機、交流異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機。目前,市面上的新能源乘用車的驅(qū)動電機以永磁同步電機為主,交流異步感應電機和開關(guān)磁阻電機主要應用于新能源商用車。


特斯拉汽車使用的是三相感應電機,感應電機是異步電機,因為較難控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度,很少作為乘用車的驅(qū)動電機來使用。不過,隨著半導體技術(shù)的提升,異步電機已經(jīng)克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的問題。將感應電機應用于乘用車,這無疑是特斯拉公司的一大創(chuàng)舉!


有專家總結(jié),與永磁同步電機相比,特斯拉采用的感應電機主要具備三優(yōu)勢:1.工作溫度范圍大,可承受較大范圍的溫差;2.輸出扭矩可大范圍調(diào)整,無需安裝傳動機構(gòu);3.體積小、重量輕、無需安裝傳動機構(gòu)、散熱器、冷卻扇、水泵及相關(guān)管路等。


特斯拉Model系列汽車主要采用了3款電機——后輪驅(qū)動主電機、前輪驅(qū)動電機、高性能后輪驅(qū)動主電機。前兩款搭載在全輪驅(qū)動的Model S 和Model X車型上,高性能后輪驅(qū)動主電機則搭載在Model S P100D和Model X P100D旗艦車型上。下圖為特斯拉各種電機在汽車上的裝配位置布局。




電機的效率不僅影響汽車的續(xù)航里程數(shù),還帶來強大、高效和良性的反饋循環(huán)。比如:高性能后輪驅(qū)動主電機助力Model S P100D的百公里加速測試中跑出了2.3秒的好成績。


就在本月初,特斯拉對其后輪驅(qū)動主電機進行了升級,搭載此款電機的后續(xù)新車都將在百公里加速上有1秒左右的提升。而Model 3在動力系統(tǒng)方面,有單電機后驅(qū)(標準版)和雙電機四驅(qū)(高性能版)兩種布局可選。


雖然目前尚無官方消息表明Model 3將采用何種電機。但是,據(jù)外媒報道,特斯拉針對Model 3專門研發(fā)了全新的驅(qū)動變頻器,新的變頻啟動器的功率額定值再次提高。這無疑將為Model 3汽車的驅(qū)動性能錦上添花。


直至截稿日,尚無更多官方信息,就讓我們靜候7月28日,期待世界被Model 3震撼。


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