钜大LARGE | 点击量：503次 | 2022年07月07日
揭秘：TSLA Model 3 电池组是如何做到轻量化的？
大家还记不记得，在2018年第一季度财报会议上马斯克说过这样一句话：
TSLA的NCA正极材料中的钴含量已经低于其他电池生产商生产的下一代NCM811。加上电池包在内，Model3的总重量和汽油车相当。
这句话中有两个信息点：TSLA在电池性能上取得突破；TSLA电池组变轻了。
TSLA在电池性能上的小突破，GeekCar之前一篇文章中也讲过了，今天着重讲讲第二点。
在文章开始之前，过一下电池包的概念：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
电芯（Cell）：单体电池，可以理解成单节电池；
电池单元：A电芯组成一个电池单元；
模组（Module）：B个电池单元成一个模组；
电池包/电池组（Pack）：C个模组组合就是电动汽车的电池包；
科普完毕。
首先，电池包变轻了多少？把电池包重量分摊到每kWh来计算，Model3电池包的重量比原来ModelS85D电池包减轻了15%，比顶配ModelS/XP100D电池包轻6%。简单讲就是，在同样电池容量下，Model3电池包的重量更轻。
Model3电池组能够实现轻量化重要还是以下几个原因：
电芯正极材料向低钴高镍发展
Model3使用的2170电芯将正极材料中所需钴的含量降低到10%以下，低于其他电池产商生产的下一代NCM811电池中钴含量（即钴含量在10%）。这种突破使得TSLA对钴的需求量减少了59%。在2012年，TSLA在每辆车消耗11kg的钴，到2018年，每辆车上消耗4.5kg的钴。
另外，马斯克还曾说TSLA致力于提高电芯正极中镍的含量来实现对电池包的减重。
不断新增镍的比例减少钴的比例，好处是什么？使整个电池组的质量降低。也会带来电池性能的提高，续航里程的新增，同时对电动汽车加速还有一定程度的增幅，当然，这些都是后话。
电池包变小了
这一点要得益于2170电芯，21700电芯从尺寸以及电池容量上都比18650电芯要大很多，这样就使得同等电池容量下对电芯需求量更少。
前段时间有国外团队对Model3长续航版本（电池容量为75kWh）电池进行拆解测试，于是我们得到以下数据：
Model3的电池组由四个比例不同的模组构成。其中两个模组由25个电池单元构成，另外两个模组由23个电池单元构成。每个电池单元有46个2170电芯，Model3总共有4416颗2170电芯。
更早之前，有外国友人对ModelS85D进行拆解，我们把数据拿过来进行一个简单比较：85D电池包共有16个模组，每组有444节，约由7104节18650电芯组成。
从数据上就一目了然，Model3电芯数量少于ModelS85D，这也使Model3电池包占用空间更小。而且重量更轻。
不同于ModelS/X的电池防撞保护设计
在Model3电池组拆解视频中可以看到Model3电池防撞保护设计和ModelS/X是不同的。
ModelS设计有一个专门用于保护电池的电池壳，重达275磅（约124.74kg），相当于电池包重量的1/4。
但是在Model3的电池包上去掉了这个设计，也就是说电池组重量减少了275磅。
但是为了保证安全性，TSLA有自己的一套办法。
在ModelS上，高刚度的钢在车身上使用的很少，因为有「厚重」的电池壳为电池组供应安全保护。
但是在Model3上，高强度钢的使用率大大提高。而且最重要的地方还是分布在车身以及安置电池的部分。
也就是说，Model3把电池防撞设计转移至车身上。这样一增一减下来，总体上还是把车身重量降了下来。
电池组轻量化进行中
通过由内到外的设计优化，TSLA实现了对电池组的轻量化设计。假如你以为这就完了，那你就错了，要了解马斯克有关技术创新可是有很深的执念。
OurapproachatTeslawastoadoptimprovementsassoonastheywereready.Thismeantwewereimplementingupto50changesperweek.Weoftenjokedthatifyouwantedtoknowthe「modelyear」ofyourTesla,youneededtolookattheindividualcar’sVINnumber.
在TSLA内部有关产品的更新是无时不刻的，我们每周对产品的改进多达50多处。所以我们经常开玩笑说，假如你想了解你的TSLA是哪一代产品，去查看你的车辆当时的注册码吧。
以上这段话是TSLA前生产副总裁GregReichow说的。也就是说，现在我们看到的Model3的电池组设计并不是定型的。TSLA依然在不断的对电池组进行优化，不断对产品进行迭代升级。这也是为何TSLA可以保持行业领先的原因。
但是有一个问题，在2170电芯能量密度的突破逐渐趋于极限之后，TSLA下一步的选择会是什么？固态电池？超级电容？还是其他什么？
