美國泰斯拉如何開發(fā)EV電池 探訪電池開發(fā)人員庫爾特·科蒂

　　美國泰斯拉汽車公司（Tesla Motors）把筆記本電腦的鋰離子充電電池轉用于電動汽車（EV）的想法讓世界為之一振。目前，豐田、松下和德國戴姆勒公司（Daimler AG）等紛紛向泰斯拉出資，其關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動型EV“Roadster”汽車，到目前為止已經銷售了2000多輛。電池單元方面，使用的是用于個人電腦的直徑18mm×長65mm的“18650”電池單元。由于“18650”作為標準品在市面上大量存在，因此與車載專用電池單元相比具有價格低的特點。不過用于汽車的電池與用于個人電腦的相比，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？筆者帶著這個問題采訪了負責電池技術的泰斯拉汽車公司蓄電池技術部主管庫爾特·科蒂（Kurt Kelty）。

“Roadster”的電池系統(tǒng)是如何開發(fā)出來的？

　　科蒂：剛開始開發(fā)時，最令人頭疼的就是電池單元的采購問題。那時我們公司只是個名不見經傳的新興EV廠商。電池廠商都不太敢跟我們合作。因為向我們提供的電池之后一旦出現(xiàn)什么問題，可能會追究電池廠商的責任。在筆記本電腦領域就曾發(fā)生過多起電池發(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，有位技術人員對我們的想法表現(xiàn)出了很大興趣。那是某家日本廠商的技術人員。他不僅對我們的系統(tǒng)進行了詳細了解，甚至還反過來簡潔易懂地為我們進行了說明。多虧他的幫助，解決了電池單元的采購問題，之后Roadster的開發(fā)也就水到渠成。如今泰斯拉公司的知名度已經提高，有許多電池廠商不請自來。

使用個人電腦的電池如何保證汽車的安全性和可靠性？

　　科蒂：其中的詳情不便公布，不過我們構筑了一種即使有1個電池單元發(fā)生損壞并出現(xiàn)熱失控（Thermal runaway）現(xiàn)象、也不會對其他電池單元造成影響的物理性構造（被動結構）。Roadster的電池包由11個電池模塊組成。一個模塊由621個單元構成，因此共配備了6831個電池單元。電池包的重量為450kg左右，體積為300L。這或許會讓人覺得過于沉重，而且體積過大，不過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個電池單元發(fā)生損壞，幾乎不會對電池整體的性能產生影響。由于即使1個單元已經損壞、電池包仍能發(fā)揮作用，因此用戶可能根本察覺不到。不過只要有1個單元發(fā)生損壞，就會在車輛上顯示出錯誤信息（Error Message），以此對用戶進行警示。這時候就需要用戶把車輛開到銷售店，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56kWh的電池？日產汽車計劃于2010年12月上市的EV“聆風”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)）”的想法為基礎在開發(fā)EV。也就是說要向用戶提供和汽油車一樣的便利性。我們并不想對用戶說“因為是EV，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“LA4模式”下394km的續(xù)航距離。這樣的話，與汽油車相比也毫不遜色。另一個原因是車身內有富余的空間（笑）。如果沒有富余的空間，當時可能就會根據具體情況相應地減少電池。當然，不至于會減少到目前容量的一半的地步。

　　雖然配備了56kWh的電池，但一般設置為只充電到90％左右的模式。這樣做是為了減輕電池負荷。如果要充電到100％，就需要選擇名為“增程（Extended Range）”的模式。由于在駕駛時一般不會把電池電量全部用光，因此充到90％左右就已經足夠使用。

即將在日本上市的“Roadster 2.5”將會提供有償電池更換服務。容量高達56kWh的電池僅需126萬日元就可以更換，為什么會這么便宜呢？

　　科蒂：這是我們對未來市場進行預測之后確定下來的價格?，F(xiàn)在購買車輛的用戶實際開始更換電池應該是在大約7年之后。根據用戶的使用情況，也可能是在10年之后。到那個時候，以這個價格更換應該沒有問題。

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

　　科蒂：如果車載專用電池價格下降的話，當然就不會拘泥于18650型電池。不過目前專用電池的價格太高。

　　我們目前正在對許多電池廠商的電池單元進行評估。并不打算只拘泥于一家電池廠商。以后開發(fā)的車輛也可能會分別使用多個廠商的電池。不過我們并不打算特意去公開電池廠商名稱。作為普通消費者來說，他們在購買筆記本電腦的時候，應該也不會關心電池廠商是誰吧。我想在購買EV的時候也是一樣的。