宝马/三星/特斯拉/松下对比哪家的电池更好?

摘要:特斯拉公司汽车使用的18650型传统锂电池寿命并不长.鲍尔补充道,宝马i3使用的电池元件是最先进的,能够使用20年.不知道鲍尔对特斯拉电池了解多少,竟然暗示特斯拉使用的电池跟笔记本电脑一样,而我们明显可以看出特斯拉电池跟笔记本使用的……

腾讯汽车讯 北京时间7月19日消息,据cleantechnica网站报道,电动车领域决胜的关键在于:哪家公司的电池技术处于领先地位.暂时撇开通用汽车和lg chem在电池方面的合作不谈,近来cleantechnica网站的评论提出了一个值得探讨的问题,宝马+三星电池vs特斯拉+松下电池哪家更强？

虽然我们找到的资料不足以对特斯拉和宝马i3（参配、图片、询价）所使用的电池元件以及电池组做一个全面的分析比较,但是还是有不错的指导意义的.

每千瓦时的花费（price/kwh）是关键问题

电动车成本竞争力是最重要的因素.如果汽车制造商掌握了低成本电池的技术,便能生产出比燃油汽车有竞争力的汽车,在产品价格和产品参数/型号方面有很好的平衡,并且能够提供一般消费者能接受的续航里程（参配、图片、询价）范围.（如果消费者能够意识到电动车更深层的好处,燃油车很难与之抗衡.可惜消费者一般都意识不到这些优点,因此,这是个争论未决的问题.）

多年来,特斯拉一直致力降低该公司电池的每千瓦时成本（虽然几年前据预估,该项数据与日产汽车相近）.据特斯拉最近声明称,该公司电池组的成本已经低至每千瓦时190美元——该数据与即将上市的使用gm/lg chem电池组的chevy bolt汽车相仿（据通用公司称,lg chem电池每千瓦时成本为145美元,而维持电池组需要额外30%的花费,因此总成本为每千瓦时189美元）.

因为特斯拉和lg chem已经公布了会生产售价低于40,000美元的长续航里程电动汽车,所以我们有理由相信这两家公司已经就低成本电池签订相关合同,以确保能够生产出自己宣称的电动汽车.宝马和日产可能也掌握了相关技术,但是他们不愿意公开,怕压低自己的产品售价.

目前,消费者能够以66000美元的价格购买到续航里程数大于200公里的特斯拉大型纯电动豪华汽车（未计额外的奖励）.续航里程数只有100公里的宝马微型汽车i3售价为51,400美元.当然,还有其他一些因素对售价也有影响,比如宝马i3使用了昂贵的碳素纤维材料,特斯拉的model s使用了超级充电器.但是,我们就此可以得出结论,宝马的电池比特斯拉的电池昂贵.

每千瓦时成本并不意味着一切

虽然推测出了每千瓦时的成本,我们必须明确这只是初始容量,并不意味着一切.

电池专家,多功能能源供应商（versatile energy provider）公司创始人及ceo丹尼斯-拉克切耶夫（denis rakcheev）介绍称,功率密度（power density,单位为kwh/kg）也是应当考虑的重要参数之一.特斯拉的组件相对便宜（虽然可以找到更便宜的锂电池,但是功率及热性能不是很好）.总体来看,特斯拉的电池是最高效的电池之一.

汽车重量越重,所需要的驱动力越大.不同汽车制造商采用不用的方法处理这个问题.特斯拉采用了一种高明的方式:主体为铝,加上高比能量电池（能量密度高达140wh/kg,与日产leaf汽车相近）.宝马i3汽车车身是所有汽车中最轻的,是由碳素纤维材料制造而成的,但是采用了低密度电池（95wh/kg）.起亚soul汽车采用了老式钢铁框架以及高密度锂聚合物电池（200wh/kg）.因而,对于消费者来说,最理想的汽车应该就是把各家公司的优点都集于一身.

此外,值得注意的是,小型初创公司vep-tech使用了三星sdi的电池,能量密度为112wh/kg,每千瓦时成本为210欧元）

除了功率密度以及原始容量每千瓦时成本,如果电池只能循环使用（完全放电并充电）10次就失去了20%电池容量,那这些电池就是失败产品,使用它们的汽车必将很快出现在废车场.

长期规划,是个技术活

值得关注的是特斯拉+松下电池,这款电池目前表现良好.而且特斯拉还为该电池提供了一项8年内不限里程数保修服务.然而,这并不意味着特斯拉拥有市面上电动汽车最好的电池.

最近评论家jenny sommer提到一篇2013年对bmz公司首席执行官鲍尔（sven bauer）的采访,该公司当时是欧洲最大的电池生产商（现在仍有可能是最大的）.鲍尔当时表示,特斯拉公司汽车使用的18650型传统锂电池寿命并不长.鲍尔补充道,宝马i3使用的电池元件是最先进的,能够使用20年.

不知道鲍尔对特斯拉电池了解多少,竟然暗示特斯拉使用的电池跟笔记本电脑一样,而我们明显可以看出特斯拉电池跟笔记本使用的不一样.

关键问题是特斯拉汽车的电池是否只能支撑八年？能否撑到20年？宝马的电池是否真的能够使用20年而不会损失大量续航里程？这里暂且不讨论宝马i3使用了多少块电池,仅讨论电池质量.

没人知道这些问题的确切答案,然而鲍尔对自己的观点深信不疑.当被问起宝马i3电池20年使用寿命,鲍尔称消息可靠,只需要一个月便能证明.确切的说,电池寿命具体时间为20年零9个月.而在此时间之后,电池充电后依然能够达到原始容量的80%.

在否认了鲍尔的观点之后,denis rakcheev补充称,鲍尔未提及一个重要的问题,关于电极的设计.高能量密度值是由锂离子能够吸附的表面积定义的.该比表面积是可操控的,例如通过纳米结构增加电极表面孔隙率从而增加更多电极材料层级.增加电极表面是个昂贵的过程,要求谨慎测试以确保元件的耐热性以及动力特性.于是,人们在能量密度以及功率密度中间使用黄金材料.宝马通过使用低能量密度电池达到了目的.这是个强强对决,在电池元件的主要细节都被对比过之后,到底谁的弱点更大？

鲍尔在2013年的采访中称,对于这些寿命长的电池而言,存在价格权衡问题.但他没有说明价格,只是提到宝马电池元件比特斯拉贵.宝马i3使用的寿命高达20年的电池元件,明显能够提供高性能,缺点是每千瓦时的花费也更高.但是在电池管理方面他们不需要花费太多精力.只需要每千瓦时250-300欧元的成本,电池就能拥有高性能以及更长的寿命.（值得注意的是,该采访是2013年发布的,现在的价格肯定不一样了.）

denis rakcheev对此的回应是,如果鲍尔不能提供宝马跟特斯拉电池在每千瓦时成本,kwh/kg以及kwh/m3的重要参数对比,那么他的话就不可信.电池寿命逐渐变成电池管理问题（耐热性,80%荷电状态,80%随选排量,最高耗量管理）,减少对锂离子化学过程的依赖（除非谈及不同的化学过程,如锂-空气电池,液流电池或其他混合电池）.

鲍尔称,特斯拉电池使用了不可能使用20年的18650锂电池.该电池如果小心点使用,最多只能使用八年；而如果经常使用或者在相对比较热的地区使用（如地面温度可高达六七十摄氏度的加州）,那么电池的使用寿命只能有四五年.

不得不说,如果特斯拉电动车的电池真的如声称的最多可以使用八年,却提供了八年的保修就有点奇怪,不过,如果电池寿命只有四五年,那就说得通了.这里重申一下,鲍尔的评论是基于特斯拉使用了标准18650锂电池,而特斯拉所采用的电池元件明显与此不同.如denis rakcheev所说,还需要考虑一些别的参数.而鲍尔似乎并不知道这些额外的参数是什么,并且做出了奇怪的假设.

笔者多次要求特斯拉汽车公司查看上述内容并对电池寿命（下降至80%电池容量）作出回应,并希望该公司说明电池十年和二十年后的容量,以及在声称的电池寿命期限内设定保修期的原因.可惜,只收到了一篇发布在主流媒体上的文章链接,该文章讨论的是特斯拉能源的固定式蓄电池产品,与特斯拉汽车使用的电池完全不同,对于解释清楚问题所在并无帮助.

因此,特斯拉并未给出电池问题的相关细节.根据资料,特斯拉电池保修期为八年（保证电池容量在八年内不会降低到原始容量的80%以下）.如果不是特斯拉宣称电池寿命仅为八年（实在太短了）,笔者认为电池寿命至少应该为十年.

综上所述,让我们回到本文主题,电动车电池哪家更强？

更强只是一个主观词,我们必须客观地通过成本,性能以及寿命的平衡进行评价.我们无法直接断定宝马的电池性价比更高,因为特斯拉在豪华轿车销量上排行第一,而宝马i3的销量只是中等水平.就算不考虑特斯拉电池的高功率密度,宝马i3前期成本太高也不受消费者欢迎.而消费者买车的时候,都不会考虑得太长久,很少有人买车（或者租车）的时候考虑到汽车20年后的状况.

也就是说,我们根本无从判断是否宝马i3汽车的电池寿命真的是特斯拉电动车的两倍长,而且特斯拉汽车的续航里程数就算从250公里降至200公里（降低了总里程数的20%）,也比宝马i3从80公里降至64公里强.可以明显预测出特斯拉汽车在二手车市场的表现也会比宝马i3好.

尽管如此,讨论汽车制造商应该采用何种电池技术依然十分有趣.几年过后如果我们再来对比下特斯拉的model s和宝马的i3,就会涌现更多的观点,那时会有更多宝马i5以及其他电动汽车进行对比.宝马公司是否能够如宝马i5首位车主tom moloughney所希望的那样,生产出价格可以与特斯拉model 3一争高下的产品？或者说这个要求太过分,因为宝马使用了寿命很长的三星sdi电池？几年后,特斯拉电池是否能继续有超出预期的表现,还是严重退化导致车主想要升级而且该车在二手市场贬值太快？这些都是笔者希望在未来得到答案的问题.

最后,还有一点值得一提.丹尼斯-拉克切耶夫（denis rakcheev）曾经提到过,电池组组装方式也能影响电池成本、性能、甚至寿命.特斯拉使用了数以万计的18650型锂电池,每块特斯拉电池3.2-3.4安,而其他公司使用的为60-94安电池.这两种方法各有利弊.特斯拉的矩阵式组装很贵,换一个小元件很便宜,单元级控制温度更简单.而其他公司的设计方式大致相反:组装很便宜,换一个大元件很贵,由于大尺寸元件扩散速度很慢,会导致热控制不均衡或者成本很高.

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