美国泰斯拉如何开发EV电池 探访电池开发人员库尔特·科蒂

2010-11-18 17:31:27来源: 互联网

  美国泰斯拉汽车公司(Tesla Motors)把笔记本电脑的锂离子充电电池转用于电动汽车(EV)的想法让世界为之一振。目前,丰田、松下和德国戴姆勒公司(Daimler AG)等纷纷向泰斯拉出资,其关注度正在直线上升之中。

  泰斯拉于2008年推出了配备有56kWh大容量锂离子充电电池的运动型EV“Roadster”汽车,到目前为止已经销售了2000多辆。电池单元方面,使用的是用于个人电脑的直径18mm×长65mm的“18650”电池单元。由于“18650”作为标准品在市面上大量存在,因此与车载专用电池单元相比具有价格低的特点。不过用于汽车的电池与用于个人电脑的相比,需要具备非常高的安全性和可靠性。那么泰斯拉公司是如何做到成功利用笔记本电脑的电池推出EV的?笔者带着这个问题采访了负责电池技术的泰斯拉汽车公司蓄电池技术部主管库尔特·科蒂(Kurt Kelty)。

“Roadster”的电池系统是如何开发出来的?

  科蒂:刚开始开发时,最令人头疼的就是电池单元的采购问题。那时我们公司只是个名不见经传的新兴EV厂商。电池厂商都不太敢跟我们合作。因为向我们提供的电池之后一旦出现什么问题,可能会追究电池厂商的责任。在笔记本电脑领域就曾发生过多起电池发生故障、电池厂商成为众矢之的事情。

  我们拜访了许多电池厂商,但每次都被拒绝。就在那时,有位技术人员对我们的想法表现出了很大兴趣。那是某家日本厂商的技术人员。他不仅对我们的系统进行了详细了解,甚至还反过来简洁易懂地为我们进行了说明。多亏他的帮助,解决了电池单元的采购问题,之后Roadster的开发也就水到渠成。如今泰斯拉公司的知名度已经提高,有许多电池厂商不请自来。

使用个人电脑的电池如何保证汽车的安全性和可靠性?

  科蒂:其中的详情不便公布,不过我们构筑了一种即使有1个电池单元发生损坏并出现热失控(Thermal runaway)现象、也不会对其他电池单元造成影响的物理性构造(被动结构)。Roadster的电池包由11个电池模块组成。一个模块由621个单元构成,因此共配备了6831个电池单元。电池包的重量为450kg左右,体积为300L。这或许会让人觉得过于沉重,而且体积过大,不过电池包中加入了确保安全性的系统,每公斤的能量密度在120Wh以上。

  配备较多的电池单元也有其好处。即使有1个电池单元发生损坏,几乎不会对电池整体的性能产生影响。由于即使1个单元已经损坏、电池包仍能发挥作用,因此用户可能根本察觉不到。不过只要有1个单元发生损坏,就会在车辆上显示出错误信息(Error Message),以此对用户进行警示。这时候就需要用户把车辆开到销售店,以便我们回收损坏的电池单元并查明原因。

为何要配备容量高达56kWh的电池?日产汽车计划于2010年12月上市的EV“聆风”也仅为24kWh,是贵公司的一半以下。

  科蒂:我们是以“No Compromise(决不妥协)”的想法为基础在开发EV。也就是说要向用户提供和汽油车一样的便利性。我们并不想对用户说“因为是EV,所以续航距离较短”。因此就配备了56kWh的电池,确保了在美国“LA4模式”下394km的续航距离。这样的话,与汽油车相比也毫不逊色。另一个原因是车身内有富余的空间(笑)。如果没有富余的空间,当时可能就会根据具体情况相应地减少电池。当然,不至于会减少到目前容量的一半的地步。

  虽然配备了56kWh的电池,但一般设置为只充电到90%左右的模式。这样做是为了减轻电池负荷。如果要充电到100%,就需要选择名为“增程(Extended Range)”的模式。由于在驾驶时一般不会把电池电量全部用光,因此充到90%左右就已经足够使用。

即将在日本上市的“Roadster 2.5”将会提供有偿电池更换服务。容量高达56kWh的电池仅需126万日元就可以更换,为什么会这么便宜呢?

  科蒂:这是我们对未来市场进行预测之后确定下来的价格。现在购买车辆的用户实际开始更换电池应该是在大约7年之后。根据用户的使用情况,也可能是在10年之后。到那个时候,以这个价格更换应该没有问题。

泰斯拉今后除了Roadster之外,还将推出轿车型EV“Model S”、与丰田共同开发的“RAV4 EV”以及与戴姆勒公司共同开发的EV等。作为配备于这些车型上的电池,今后还将继续使用18650型电池吗?

  科蒂:如果车载专用电池价格下降的话,当然就不会拘泥于18650型电池。不过目前专用电池的价格太高。

  我们目前正在对许多电池厂商的电池单元进行评估。并不打算只拘泥于一家电池厂商。以后开发的车辆也可能会分别使用多个厂商的电池。不过我们并不打算特意去公开电池厂商名称。作为普通消费者来说,他们在购买笔记本电脑的时候,应该也不会关心电池厂商是谁吧。我想在购买EV的时候也是一样的。

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关键字:美国  泰斯拉  EV电池  科蒂

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1118/article_2843.html
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