美國(guó)泰斯拉如何開(kāi)發(fā)EV電池 探訪電池開(kāi)發(fā)人員庫(kù)爾特·科蒂

　　美國(guó)泰斯拉汽車(chē)公司（Tesla Motors）把筆記本電腦的鋰離子充電電池轉(zhuǎn)用于電動(dòng)汽車(chē)（EV）的想法讓世界為之一振。目前，豐田、松下和德國(guó)戴姆勒公司（Daimler AG）等紛紛向泰斯拉出資，其關(guān)注度正在直線上升之中。

　　泰斯拉于2008年推出了配備有56kWh大容量鋰離子充電電池的運(yùn)動(dòng)型EV“Roadster”汽車(chē)，到目前為止已經(jīng)銷(xiāo)售了2000多輛。電池單元方面，使用的是用于個(gè)人電腦的直徑18mm×長(zhǎng)65mm的“18650”電池單元。由于“18650”作為標(biāo)準(zhǔn)品在市面上大量存在，因此與車(chē)載專(zhuān)用電池單元相比具有價(jià)格低的特點(diǎn)。不過(guò)用于汽車(chē)的電池與用于個(gè)人電腦的相比，需要具備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筆記本電腦的電池推出EV的？筆者帶著這個(gè)問(wèn)題采訪了負(fù)責(zé)電池技術(shù)的泰斯拉汽車(chē)公司蓄電池技術(shù)部主管庫(kù)爾特·科蒂（Kurt Kelty）。

“Roadster”的電池系統(tǒng)是如何開(kāi)發(fā)出來(lái)的？

　　科蒂：剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)時(shí)，最令人頭疼的就是電池單元的采購(gòu)問(wèn)題。那時(shí)我們公司只是個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的新興EV廠商。電池廠商都不太敢跟我們合作。因?yàn)橄蛭覀兲峁┑碾姵刂笠坏┏霈F(xiàn)什么問(wèn)題，可能會(huì)追究電池廠商的責(zé)任。在筆記本電腦領(lǐng)域就曾發(fā)生過(guò)多起電池發(fā)生故障、電池廠商成為眾矢之的事情。

　　我們拜訪了許多電池廠商，但每次都被拒絕。就在那時(shí)，有位技術(shù)人員對(duì)我們的想法表現(xiàn)出了很大興趣。那是某家日本廠商的技術(shù)人員。他不僅對(duì)我們的系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)了解，甚至還反過(guò)來(lái)簡(jiǎn)潔易懂地為我們進(jìn)行了說(shuō)明。多虧他的幫助，解決了電池單元的采購(gòu)問(wèn)題，之后Roadster的開(kāi)發(fā)也就水到渠成。如今泰斯拉公司的知名度已經(jīng)提高，有許多電池廠商不請(qǐng)自來(lái)。

使用個(gè)人電腦的電池如何保證汽車(chē)的安全性和可靠性？

　　科蒂：其中的詳情不便公布，不過(guò)我們構(gòu)筑了一種即使有1個(gè)電池單元發(fā)生損壞并出現(xiàn)熱失控（Thermal runaway）現(xiàn)象、也不會(huì)對(duì)其他電池單元造成影響的物理性構(gòu)造（被動(dòng)結(jié)構(gòu)）。Roadster的電池包由11個(gè)電池模塊組成。一個(gè)模塊由621個(gè)單元構(gòu)成，因此共配備了6831個(gè)電池單元。電池包的重量為450kg左右，體積為300L。這或許會(huì)讓人覺(jué)得過(guò)于沉重，而且體積過(guò)大，不過(guò)電池包中加入了確保安全性的系統(tǒng)，每公斤的能量密度在120Wh以上。

　　配備較多的電池單元也有其好處。即使有1個(gè)電池單元發(fā)生損壞，幾乎不會(huì)對(duì)電池整體的性能產(chǎn)生影響。由于即使1個(gè)單元已經(jīng)損壞、電池包仍能發(fā)揮作用，因此用戶(hù)可能根本察覺(jué)不到。不過(guò)只要有1個(gè)單元發(fā)生損壞，就會(huì)在車(chē)輛上顯示出錯(cuò)誤信息（Error Message），以此對(duì)用戶(hù)進(jìn)行警示。這時(shí)候就需要用戶(hù)把車(chē)輛開(kāi)到銷(xiāo)售店，以便我們回收損壞的電池單元并查明原因。

為何要配備容量高達(dá)56kWh的電池？日產(chǎn)汽車(chē)計(jì)劃于2010年12月上市的EV“聆風(fēng)”也僅為24kWh，是貴公司的一半以下。

　　科蒂：我們是以“No Compromise（決不妥協(xié)）”的想法為基礎(chǔ)在開(kāi)發(fā)EV。也就是說(shuō)要向用戶(hù)提供和汽油車(chē)一樣的便利性。我們并不想對(duì)用戶(hù)說(shuō)“因?yàn)槭荅V，所以續(xù)航距離較短”。因此就配備了56kWh的電池，確保了在美國(guó)“LA4模式”下394km的續(xù)航距離。這樣的話，與汽油車(chē)相比也毫不遜色。另一個(gè)原因是車(chē)身內(nèi)有富余的空間（笑）。如果沒(méi)有富余的空間，當(dāng)時(shí)可能就會(huì)根據(jù)具體情況相應(yīng)地減少電池。當(dāng)然，不至于會(huì)減少到目前容量的一半的地步。

　　雖然配備了56kWh的電池，但一般設(shè)置為只充電到90％左右的模式。這樣做是為了減輕電池負(fù)荷。如果要充電到100％，就需要選擇名為“增程（Extended Range）”的模式。由于在駕駛時(shí)一般不會(huì)把電池電量全部用光，因此充到90％左右就已經(jīng)足夠使用。

即將在日本上市的“Roadster 2.5”將會(huì)提供有償電池更換服務(wù)。容量高達(dá)56kWh的電池僅需126萬(wàn)日元就可以更換，為什么會(huì)這么便宜呢？

　　科蒂：這是我們對(duì)未來(lái)市場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)之后確定下來(lái)的價(jià)格?，F(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛的用戶(hù)實(shí)際開(kāi)始更換電池應(yīng)該是在大約7年之后。根據(jù)用戶(hù)的使用情況，也可能是在10年之后。到那個(gè)時(shí)候，以這個(gè)價(jià)格更換應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。

泰斯拉今后除了Roadster之外，還將推出轎車(chē)型EV“Model S”、與豐田共同開(kāi)發(fā)的“RAV4 EV”以及與戴姆勒公司共同開(kāi)發(fā)的EV等。作為配備于這些車(chē)型上的電池，今后還將繼續(xù)使用18650型電池嗎？

　　科蒂：如果車(chē)載專(zhuān)用電池價(jià)格下降的話，當(dāng)然就不會(huì)拘泥于18650型電池。不過(guò)目前專(zhuān)用電池的價(jià)格太高。

　　我們目前正在對(duì)許多電池廠商的電池單元進(jìn)行評(píng)估。并不打算只拘泥于一家電池廠商。以后開(kāi)發(fā)的車(chē)輛也可能會(huì)分別使用多個(gè)廠商的電池。不過(guò)我們并不打算特意去公開(kāi)電池廠商名稱(chēng)。作為普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，他們?cè)谫?gòu)買(mǎi)筆記本電腦的時(shí)候，應(yīng)該也不會(huì)關(guān)心電池廠商是誰(shuí)吧。我想在購(gòu)買(mǎi)EV的時(shí)候也是一樣的。