特斯拉汽车电池结构_特斯拉电动汽车电池结构

1.特斯拉电池寿命一般多长时间

2.跟随特斯拉的脚步，中国动力电池企业开启CTP无模组化时代

被忽视了多年的磷酸铁锂电池，终于迎来了新的希望。

特斯拉的核心有二：软件和电池。如今，它在软件方面的的发展正在一条看似畅通的路上前进着，但是关于电池，似乎正在考虑换一条路走。

日前，根据路透社援引知情人士的报道，特斯拉正在与宁德时代就在中国生产的汽车中使用后者生产的无钴电池进行谈判，并且已经进入了最后阶段。此消息一出，特斯拉股价再次突破900美元大关，以917.42美元每股的价格收盘，日涨幅为6.88%，从资本市场的表现来看，特斯拉换电池的举措绝对算得上是一件利好，但是，好在哪呢？

核心还是在于“降本”

早在2018年6月，ElonMusk就曾经在Twitter上表示当时特斯拉电池的含钴量在3%左右，而特斯拉未来的计划是实现去钴化。在电池技术没有得到进一步发展之前，最有效的无钴电池就是我们熟悉的磷酸铁锂。

关于磷酸铁锂电池的优劣势，已经不需要过多的解释，其最大的优点在于低成本，根据国内电池价格的数据，磷酸铁锂电池的成本在0.65元/Wh，而三元锂电池的成本为0.85元/Wh，做一个简单的算术，特斯拉更换电池最直接的益处就是电池成本降低20%甚至更多，而电动车BOM成本中有近40%都被动力电池占据，降低动力电池的成本，也就意味着单车利润的增长和售价的进一步下探。

但是，磷酸铁锂电池的缺点也同样“致命”，那就是质量能量密度，不过这和三元锂电池受钴储量以及价格影响导致的高成本不同，磷酸铁锂的这个缺点，是有办法优化的。根据目前磷酸铁锂电池的最新技术，已经可以通过电芯和电池结构上的升级改进得到一定程度的提升。

图：宁德时代CTP结构

电芯方面，通过高密度的磷酸铁锂材料以及单电芯容量超过150Ah甚至200Ah的大电芯提升综合质量能量密度，同时通过电池结构的改造，比如宁德时代的CTP（CelltoPack）和比亚迪的刀片电池结构提升电池整体的利用效率，再加上特斯拉电池管理系统对于电池电量的把控，磷酸铁锂电池的再一次回到风口也就显得意料之中。

特斯拉哪些车型会使用？

虽然磷酸铁锂电池可以让特斯拉走得更加从容，但未来究竟在多大范围内使用磷酸铁锂电池替代目前的三元锂电池，还存在疑点。

要知道就在上个月，还有报道称特斯拉正在与能源巨头嘉能可商谈长期供货协议，此举也被理解为特斯拉与众车企抢夺钴资源，并且特斯拉在美国市场的主要电池供应商松下为了满足特斯拉Model?3的产能要求刚建了新工厂没多久，在特斯拉自己的电池工厂产能足够支撑其三款产品的出货量之前，特斯拉仍要使用三元锂电池相当长的一段时间，因此，它的去钴化应该只会存在于其国产车型中。

图：特斯拉设立中国设计研发部门

不过，种种迹象表明，特斯拉的国产车型可能不止Model?3和ModelY两种。去年年底，就在特斯拉上海工厂建成之后，特斯拉官方发布了在中国设立设计研发中心的消息，并且公开招募优秀设计人才，打造原创“中国风”的特斯拉，这个比很多造车新势力都更懂中国的美国品牌，很有可能同样在中国布局特供车型，而其目的也显而易见，用更低的价格进一步扩大自己的受众范围，而这款传言定价在2.5万美元左右的车，应该也会大概率使用磷酸铁锂电池，如果到那时还没有更好选择的话。

磷酸铁锂将重返巅峰？

从上个月比亚迪公布“刀片电池”的部分数据，到如今特斯拉和宁德时代讨论磷酸铁锂电池的供应，似乎关于新能源车动力电池的风向，又一次回到了磷酸铁锂电池这里，这是否同样意味着未来的方向呢？

不得不说，磷酸铁锂电池的进展，比我们想象得要大。根据宁德时代提供的数据，其CTP电池包的体积利用率已经提升了15%-20%，同时电池包零部件数量减少了40%，生产效率也提升了50%，并且整体的能量密度已经可以达到200Wh/kg，基本达到了目前主流三元锂电池的水平。

在低温性能方面，CTP技术同样解决了磷酸铁锂电池的劣势问题。根据实验测算，在-30度时仍能有88.4%的容量保持率，这甚至远高于NCM811的78%和NCM523的80%，而在能量保持率方面也达到了70.1%，基本与NCM811和NCM523持平。如果该项技术被证明可批量生产且产能充足，不难想象众多仍在努力寻求盈利的造车新势力应该也会尝试使用该技术来降低成本。

短期看，磷酸铁锂电池及材料确实会出现边际增长，也会持续在低成本电池领域存在可观的需求量，但是从中长期看，解决电动车续航问题的核心仍然在于提升电池的能量密度，因此300Wh/kg以上的高能量密度高镍体系依旧是趋势，包括目前仍在研发阶段的无钴三元材料。

换句话说，磷酸铁锂电池的进一步发展给了低成本电动车领域一个新的出口，但是对于高端品牌车型而言，想要实现性能上的突破，仍然在于三元锂电池以及其他更新的技术上，相比成本，他们显然更注重产品的品质和性能。

总结

关于特斯拉在电池方面的规划，我们会在今年4月的“电池日”上得到更多更全面的信息，在此之前的一切只是猜测，但可以肯定的一点是，磷酸铁锂电池仍然存在更多的可能性，就像传统燃油车分入门动力配置和性能车两个方向一样，电动车的分级也会随着技术的不断成熟，而呈现出越来越清晰的分界线。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉电池寿命一般多长时间

汉与Model3在三电技术上差距有多大

看一辆新能源汽车到底怎么样，核心依然离不开电池、电机、电控这三电系统，其次是NVH性能、智能化水平、功能配置、外观设计、空间等方面，我们以比亚迪汉与特斯拉Model3这两款车型来做一个横向对比，差距立见分晓。

一、对比电池技术

特斯拉自己并没有自主研发动力电池，前几年主要是采购松下的三元锂电池，2019年Model 3开始国产后，特斯拉与LG合作，采购磷酸铁锂电池，之后又与宁德时代这些第三方电池厂商合作。

相比之下，比亚迪的电池完全是自主研发生产，论电池技术，可以说这是比亚迪的看家本领，2000年那个时代，比亚迪就是依靠手机电池起家，当时的诺基亚、摩托罗拉、爱立信等手机巨头都与比亚迪合作，这也为比亚迪后面进军汽车动力电池打下了基础。

2020年比亚迪刀片电池正式量产，陆续被用在比亚迪汉、海豹等多款新车型上，看看刀片电池到底有多牛？

电池技术方面，刀片电池首创“直冷直热”技术，听起来很复杂，简单来说，这项技术大幅提升了电池加热、散热的效率，这不仅保证了电池在低温、高温极端环境下的充放电性能，同时还提升了电池的续航能力和安全性。

电池寿命方面，刀片电池的循环充电次数可达到3000多次，循环充电次数几乎比三元锂电池多了近千次，电池寿命得到大幅提升。

电池安全性方面，刀片电池在磷酸铁锂电池的基础上进行了升级，电池正极材料化学活性较为稳定，在针刺、过充、挤压等安全测试下，并没有起火、燃烧，均保持良好的稳定性。

续航方面，从懂车帝公布的《2022新能源车冬测结果》来看，在零下15度的环境下，比亚迪汉EV四驱版续航达成率在60%以上，特斯拉Model 3、Model Y续航达成率不足50%。也看了很多车主日常城市道路的续航表现，续航达成率差距不是很大，但仍然是汉EV优势略微明显。

在电池技术方面，刀片电池的优势确实很明显，也因此，特斯拉与比亚迪达成了电池供应协议，德国柏林工厂已经采购了首批刀片电池。

二、对比电机技术

电机技术方面，特斯拉与比亚迪均是自主研发生产，定子和转子是电机的核心，决定了电机的性能，在定子线圈布局上，特斯拉和比亚迪的电机功率都处于行业领先水平，难分伯仲。

一定要说哪家强，只能从看综合性能，特斯拉mode3后驱版，零百加速6.1秒，比亚迪汉海豹零百加速7.5秒，当然了，这个不好比较，毕竟海豹整车比Model3重了100多公斤，还有不同的车企，电控、性能设计侧重点不一样，从这一点来说特斯拉略有优势。

在转子技术方面，比亚迪在NVH噪音处理与节能方面略胜特斯拉，特斯拉为了提升NVH性能，车轮内侧设计的隔音棉都厚一些。

三、对比电控系统

特斯拉自主研发了BMS电池管理技术，早期特斯拉的电池包由7000多节18650电池组成，每一节电池都需要一套独立而精准的管理、控制系统，可以说，电控技术让其他车企望尘莫及，这也是当年被逼出来的。

简单来说，BMS电池管理技术可以精准、高效率管理电池，预防电池过充、过放，降低电池损耗，提升电池续航和电池寿命。

比亚迪的电控系统依然是自主研发，且发布了车规级IGBT4.0技术，智能扭矩控制系统 iTAC技术等，简单来说就是充电更快、能耗更低。

四、对比智能辅助驾驶

特斯拉自主研发了Autopilot辅助驾驶技术，特斯拉从一开始就是以“无人驾驶”为目标，可以说L3级别以内的技术已经很成熟了，对于用户来说，关键看实际使用的效果，在复杂路况下很容易就能看出一辆车的辅助驾驶水平。

开过朋友的Model 3，感受比较深的地方是在弯道、人流、车流较多的路口等场景下，Model3跟车、转弯都很自然，比较接近一位老司机的驾驶感受，即便弯道急，都能完美过弯，无需人为介入操控，从这些方面来说，特斯拉的辅助驾驶技术比很多车企都有优势。

五、综合对比

外观设计方面，很多人说特斯拉更前卫，也有人说比亚迪汉更大气，因人而异，每个人的欣赏水平、喜好都不一样，因此，不好比较。

在内饰、空间、功能配置方面，比亚迪汉空间略大，功能相对丰富，内饰也显得更大气一些，更符合国人的喜好、用车需求。

在性价比、养车成本、产品力等方面，对比动力性能、续航里程差不多的两款车，即使特斯拉降价后，比亚迪汉、海豹起步价也低于特斯拉Model3。

值得一提的是，特斯拉降价后，Model 3后轮驱动版为22.99万，而对标Model 3的比亚迪汉EV和海豹，售价也在22万左右，差价已经很小了，这次降价来得猝不及防。

“没有任何征兆就大幅度降价，Model Y才开了30多公里，新车直接降价1.9万，感觉很委屈”，一位刚提Model Y的车主这样吐槽。短短3个月的时间，特斯拉Model 3降价近5万，Model Y降价5.7万，大幅降价后，很多刚提新车的车主以及特斯拉的二手车商都很难受，但最难受的还是新能源“友商”。

“原材料上涨，取消国补，特斯拉下沉，比亚迪冲高”

不得不说特斯拉的成本控制得非常好，还能留出空间来打“价格战”，2022年特斯拉全年全球销量超过130万辆，相比之下，比亚迪全年总销量超过180万辆，在国内市场上，足可见特斯拉的处境，这也是被市场环境逼迫的无奈之举。

从日常保养费用、后期维修配件的零整比等方面来看，比亚迪综合成本也低于特斯拉。比亚迪针对不同的用车场景，都布局了不同的车型，纯电动车型、插电混动、低性能、高性能等，全方位满足用户需求，产品力方面更有优势。但是在品牌效应方面，特斯拉的优势毋庸置疑。

总而言之，特斯拉的主要优势在于品牌影响力、辅助驾驶技术、电控技术等方面，而比亚迪主要优势在于电池技术、整车自主研发、生产水平很高，同时在性价比、功能配置、空间、内饰、养车成本、实用性等方面的优势也很明显。

至于两款车型该怎么选，还是需要根据个人用车场景、个人喜好，结合不同车型的优势与不足来综合选择，比如说，不看重面子、对辅助驾驶没有太多需求，更多讲究实用性、性价比，那或许比亚迪汉的优势更明显，反之则选特斯拉。

跟随特斯拉的脚步，中国动力电池企业开启CTP无模组化时代

特斯拉电池寿命一般在8年左右。在质保期内，特斯拉的电池组能够保持最低70%的电池容量，这意味着可以在正常使用和维护的情况下，电池组至少应该能够维持8年的性能。不同的特斯拉车型可能有不同的电池类型和质保政策，例如，ModelS和ModelX的高压电池与驱动总成的质保期为8年不限公里数，而Model3的电池与驱动总成的质保期则为8年或16万公里。此外，特斯拉的电池寿命也受车辆实际使用情况的影响。特斯拉用的是三元锂电池，这种电池的正极是使用三元材料制作的。三元材料包括镍、钴、锰等，其中镍和钴是重要的能量来源，而锰则起到稳定电池结构的作用。特斯拉的18650电池采用了这种材料，能够提供足够的能量，并且具有较高的安全性能。这种电池在续航能力、稳定性、重量轻等方面都有显著的优点，成为特斯拉汽车的首选电池。

文｜信天游

图｜来源网络

2019年，代表中国新能源汽车动力电池领域的两大龙头企业宁德时代和比亚迪相继对外宣布将开始量产无模组的全新动力电池结构——CTP动力电池包。宁德时代表示在成本上，CTP电池包体积利用率提高了15%-20%，零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，投入应用后将大幅降低动力电池的制造成本。

从宁德时代的规划中我们了解到，采用单体能量密度240Wh/kg高镍三元单体的宁德时代，2020年动力电池组将实现200Wh/kg的系统能量密度。与此同时，比亚迪规划到2020年，其磷酸铁锂单体能量密度将达到180Wh/kg以上，系统能量密度也将提高到160Wh/kg以上。

中国两大动力电池龙头企业不约而同的对外宣布开始量产全新结构的CTP动力电池包，所谓CTP动力电池包到底相比之前的动力电池组有什么区别呢？

什么是CTP动力电池包，字面上的意思就是Cell?To?Pack?，一般而言，在此之前的国产纯电动汽车采用的是电池单体串联成电池模组，电池模组再串联成整包。而CTP电池包就是电池单体直接组成动力电池组，这样的好处主要是生产成本降低，能量密度提升。

其实所谓的CTP动力电池包在整个纯电动汽车的发展过程当中并不是什么新鲜玩意。从第一代的特斯拉Model?s开始，特斯拉已经开始使用CTP结构来设计动力电池包的结构。

早期的特斯拉Model?s由于采用的松下生产的原本在3C产品上广泛使用的18650型号的钴酸锂电池作为动力电池的单体，特斯拉将数量7000-8000多颗的18650电池通过串并联的方式组成四个大“模组”之后，辅以被动式散热系统以及BMS装配成为动力电池包。

而后期采用了21700规格镍钴铝正极材料，单体能量密度超过了300Wh/kg的特斯拉电池包，系统能量密度最高也超过了167Wh/kg，彼时国内动力电池包的系统能量密度还停留在140Wh/kg左右。在经历了111NCM、523NCM、622NCM、811NCM的发展历程，中国动力电池单体能量密度得到了持续的进步。

2019年下半年，采用碳负极的国内量产的高镍811NCM动力电池单体能量密度达到了240Wh/kg，而采用硅碳负极的高镍811NCM动力电池虽然尚未进入实质性的量产阶段，但是超过300Wh/kg的单体能量密度已经能够跟国际最先进水平相媲美了，而量产的采用碳负极的高镍811NCM动力电池系统能量密度已经超过170Wh/kg。

如果想要进一步的提升动力电池的系统能量密度，留给国内动力电池企业的办法只有两条，一是加快硅碳负极的高镍811NCM动力电池的量产计划，二是在现有电池技术的基础之上进一步在应用端想办法。而在应用端最好实现的CTP技术就成了国内动力电池企业的不二之选。

按照宁德时代的表述，采用了CTP结构的动力电池包可以实现系统能量密度200Wh/kg的升级，同时制造成本会有相应的下降。除此之外，作为动力电池企业，原本卖单体或者卖模组的生意模式直接变成了整包供应，不但增厚了动力电池企业的利润，相应的减少了部分整车厂商在pack开发过程当中的失误导致动力电池厂商的利益以及声誉的损失。

如此一来，一举多得的事情，作为供应商的动力电池企业何乐而不为。

既然采用CTP结构开发动力电池包对动力电池供应商有百利而无一害，作为中国动力电池龙头的宁德时代和比亚迪，一定是走的最早也是走的最快的。但是在CTP结构动力电池的技术发展方向上，宁德时代与比亚迪却在进行着截然不同的尝试。

从官方的声明以及专利信息中我们可以知道，宁德时代的CTP是基于高镍三元开发成本更低、系统能量更高的动力电池包。

按照宁德时代的规划，2020宁德时代的CTP、动力电池包的系统能量密度将达到200Wh/kg，如果按照目前紧凑级乘用车一般搭载400kg左右的动力电池重量来计算，我们可以知道，如果采用宁德时代CTP结构的动力电池，400kg左右的动力电池包的电池容量将达到80kWh左右，如果按照目前工况续航里程500km的紧凑级纯电动车型一般装载65kWh的动力电池包大致计算，搭载同样重量的宁德时代CTP结构的紧凑级纯电动车型将可以实现超过600km甚至650km的工况续航里程。

而由于采用了类似特斯拉的多排单体电池大模组（实际上并没有彻底取消模组）的结构布局，单排电池之间辅以管柱形结构作为整车动力电池的安装固定位，避免了车辆行驶中动力电池包完全取消模组所带来的动力电池结构强度不足的问题。

而比亚迪的CTP结构的动力电池相比宁德时代改变的更为彻底。

首先在动力电池的材料上，比亚迪并没有与宁德时代一样采用高镍811NCM动力电池，而是采用了全新开发的磷酸铁锂“刀片电池”，类似于“绿箭”口香糖形状的“刀片电池”相比一般的动力电池单体更长、更薄，短的“刀片电池”长度有600mm左右，而长的规格达到了1500mm左右。

这样一来，比亚迪的CTP结构更加的简化，动力电池彻底取消了模组，直接在动力电池托盘上采用直接串联侧向排列的方式放置，包体下部使用保温材料，包体上部使用“口琴管”设置液冷主动式循环系统来散热，而通过包体侧边结构加强来紧固电池单体，通过电池托盘以及电池单体自身的结构强度来实现较高的包体结构强度。

相比宁德时代，比亚迪CTP结构进化的更加彻底，包体结构更加简单，生产成本控制更好，装配工序更加简化，但是包体的结构强度相比宁德时代会比较差，仅靠电池托盘、动力电池单体自身、侧边结构件等来抵御车辆行驶中动力电池包所产生的形变和应力，至少表面上看起来单薄了些。或许需要进一步通过车身“电池仓”结构来进一步加强结构的强度。

而根据比亚迪的描述，比亚迪磷酸铁锂CTP电池包将采用180Wh/kg的磷酸铁锂单体电池，系统能量密度最高可以达到160Wh/kg，这一数字相比宁德时代的200Wh/kg看起来略微落后，不过由于磷酸铁锂电池目前的成本已经可以降至600元/kWh以下，作为高性价比的动力电池包产品，比亚迪CTP电池包的竞争力还是挺强的。

这意味着，在低端的纯电动汽车市场，比亚迪CTP电池包或将成为一股竞争力很强的势力。

目前来看，简化结构、降低成本对于每一个动力电池企业而言都是一件极其重要的事情，尤其是在新能源汽车补贴即将退出的2020年。不论是比亚迪的CTP“刀片电池”还是宁德时代的高镍三元CTP电池，都是市场的需求方向。

成本导向的低端市场规模大，需求多，比亚迪磷酸铁锂CTP电池包以优异的性价比或许能够成为这个领域的佼佼者；随着动力电池技术的持续发展，300Wh/kg以上的硅碳负极的高镍三元单体的量产，更轻、更薄、容量更大的动力电池将会是高端市场的抢手货。而宁德时代的以高镍三元为基础的CTP在能量密度、重量能量密度均占据绝对优势，各方面要求都很高的中高端市场宁德时代CTP或将成为主流力量。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。