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特斯拉Model Y三電系統技術解析,銷量與負面共存,有何實力支撐?

提及電動汽車,那就不得不聊聊特斯拉。特斯拉對電動汽車的全球普及起到了很大的推動作用,無論是Model 3,Model S,Model X都取得了比較理想的銷售成績,但Model 3是中型轎車,Model S 是中大型轎車,Model X是中大型SUV,而SUV車型的售價著實不低。

然後,Model Y問世,定位中型SUV,定價在Model 3與Model S之間,無論定價還是定位都比較精準,所以Model Y上市以來不僅關注度頗高,銷量也不錯。

那Model Y到底有哪些“硬核”技術呢?今天,我們就來詳細的解析一下Model Y的三電系統。

電池篇

早在2020年9月,特斯拉就宣佈開發出一款全新尺寸的4680無極耳電池,高度為80mm,直徑為46mm,這就是特斯拉4680電池。

為了降低發熱量,解決高能量密度電芯的散熱問題,外形設計上,4680電池兩極不再有凸起的極耳,散熱問題解決了就可以提高充放電峰值功率,4680無極耳電池單顆電池電量是98Wh,相比目前採用的2170的18。875Wh,電池的能量為過去的5倍,功率為過去的6倍,同時成本降低14%,整車續航有望提升16%。

特斯拉Model Y三電系統技術解析,銷量與負面共存,有何實力支撐?

目前,特斯拉得克薩斯州工廠製造的新版的Model Y汽車配備最新的4680電池,國內尚未公佈配備4680電池的時間,預計最早也要2023年。

目前,4680電池產能很低,成為Model Y的產量的瓶頸。國內寧德時代、億緯鋰能等企業也積極與特斯拉合作,希望能成為特斯拉4680電池供應商,如果順利的話,以中國速度,電池產能將不再是問題,國產Model Y配備4680電池也將指日可待。

電芯升級的基礎上,特斯拉對電池佈置也進行創新,使用了CTC技術(電池即底盤技術),將4680電芯以CTC的方式直接鋪設到底盤之中,這樣可以進一步減少電池包的零部件數量和重量,還能降低材料和人工成本,由於沒有電池外殼,底盤空間利用率可以進一步提高,容納更多電芯,從而提高續航,座椅直接安裝在電池底盤上面,人就像坐在電池上面開車,車內空間也更大。

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CTC技術對底盤剛度要求較高,抗衝擊性要強,安全性有待驗證,單個電芯出現問題有可能導致電池包更換、維修成本大大提高。而國內零跑是模組CTC,單個電芯損壞,更換單個模組即可。當然,CTC還會帶來無法換電的問題,不能整體更換電池包。

據傳,4680還有進一步提高能量密度的空間,從而進一步提升續航里程。同時,4680電池製造成本降低會帶來Model Y價格的進一步下探,競爭會更有優勢。

除了電池系統的電芯不斷升級,電池管理系統(BMS)也在不斷升級,在保證動力電池使用效能、安全性和壽命的關鍵技術上不斷提升,目的是實現充放電的安全,以達到更高效的電池能量儲存。

在軟體方面,特斯拉研發了精準到“節”的電池管理系統(BMS),無論是充放電控制,實時電池狀態監測、線上診斷與預警,還是熱管理控制和通訊,都能夠很好的保障電池在安全的狀況下工作。

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電機與電控篇

再來看Model Y 電機,2022款後輪驅動版百公里加速6。9秒;2022款長續航全輪驅動版百公里加速5。0秒;2021款 Performance高效能全輪驅動版百公里加速3。7秒,最高速度前兩款為217km/h,高效能版最高速為241km/h。

特斯拉Model Y三電系統技術解析,銷量與負面共存,有何實力支撐?

透過加速度和最高車速就可以看出,高效能全輪驅動版本的Model Y與傳統燃油跑車蘭博基尼Urus(百公里加速3。6秒)以及保時捷卡宴GT(百公里加速3。3秒)的百公里加速不相上下,與純電動汽車如比亞迪漢(百公里加速3。6秒)相比,雖然百公里加速時間差不多,但漢電機總功率為380KW,而漢的最高速度只有185km/h。

再來看看特斯拉電控。

說到電控就不得不說逆變器,因為其直接影響電能轉換效率。特斯拉率先在量產電動車中使用碳化矽晶片代替IGBT晶片,最先用在了Model 3。

雖然TPAK SiC的模組成本高,但是符合產業升級趨勢,將電能轉換效率從Model X的82%提高的了Model 3的90%,降低傳輸損耗和開關損耗,利用效率的提高帶來的是續航里程的提升。

在電氣化動力總成上Model Y可以說是沿襲了Model 3,只是Model Y在熱管理方面更加突出。而特斯拉之所以能夠有那麼高的加速度,得益於其電控系統對電機的精準控制,每次車停的時候都能讓電機轉子停在一個特殊位置,以便下次啟動時能夠輸出最大轉矩,啟動的瞬間,轉矩輸出最大,實現瞬間加速,從而快速起步。

超充與熱泵篇

Model Y支援超級充電技術,快充大約1小時,慢充需要10小時,當然快充需要特斯拉的超級充電站才行,充電15分鐘,最大可獲得續航250公里,目前國內正在佈局,但是數量並不太多。

這種充電站最大功率可達250kW,操作上也簡單,即插即用,充滿一拔即可,而且透過手機端APP可以實時檢視充電狀態。

特斯拉Model Y三電系統技術解析,銷量與負面共存,有何實力支撐?

為了進一步提高效率,進而降低能耗、提升續航,很多車型採用了熱泵空調技術。

熱泵的基礎原理並不複雜,和家用空調差不多,不是簡單的透過PTC元件發熱來加熱,而是透過壓縮機迴圈冷媒,實現從外界搬運熱量到車內的過程。很明顯,熱泵帶來的最大優勢就是熱效率會更高,單位能量可以得到3倍左右甚至更多的熱量,大大提高了制熱效率。

Model Y是特斯拉配備這種技術的首款車型,其實熱泵技術在汽車應用很早,BMW i3、Audi e-tron、榮威Ei5、榮威Marvel X、蔚來ES6等都有采用熱泵技術。雖然造價是普通PTC加熱系統的3~4倍,但由於它工作原理上的優勢加之特斯拉的創新,可以減少空調使用對電動車續航水平的影響,一定程度上解決了冬季空調製熱時續航折扣的問題。

當然,熱泵空調依然存在一個較大的侷限性,那就是在外界低溫條件下,其“搬運”效率偏低,外界溫度在-5~-10度以下的情況下,熱泵空調的效率就已經很低了,制熱效果反而不如PTC加熱系統,所以筆者建議冬季氣溫偏低的區域並沒有必要強求熱泵。

總結篇

特斯拉Model Y三電系統技術解析,銷量與負面共存,有何實力支撐?

寫在最後,特斯拉在電動汽車領域深耕多年,相比國內後起之秀,還是有很多技術處於領先地位,不僅電池技術紮實,BMS獨具特色,電機和電控技術也可圈可點。

而Model Y則集成了很多特斯拉的高能量電池,CTC底盤技術,超級充電技術,熱泵空調技術等等最新成果,同時還大大降低生產成本,也降低了銷售價格,對國內中型SUV市場可以說是帶來很大沖擊。可以預見,搭配4680電池的新版本Model Y上市後,“鯰魚效應”將會更加明顯。

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