特斯拉凭啥能以60度电池,跑赢100度电的?

当国产车企沉迷 “电池容量军备赛” 时,特斯拉用 60kWh出头的电池,跑出了近乎600公里(CLTC)的续航,甚至实测高速续航也接近400公里,碾压100kWh竞品。

这场续航革命的背后,是特斯拉构建的 “电控 – 热管理 – 能量回收” 三位一体技术护城河。

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电池管理系统(BMS)

特斯拉的BMS通过对每个电池模组进行精细监测和管理,实现高精度SOC估算和状态控制。

一方面,仪表盘显示的SOC留有约5%的电量缓冲,而实际可用电量尽可能利用到极限;

相比之下,其他厂商常留10%以上的隐藏电量来保证安全。

这样设计使用户能够尽量使用更多电池能量。

另一方面,BMS负责电芯的均衡管理,通常采用被动均衡技术来保证各电池单体的一致性,避免寿命提前衰减。

此外,特斯拉在充电前会主动加热电池(例如在充电过程中将电芯温度升至约55℃)以达到最佳性能。

这一系列优化措施(高精度SOC算法、电池预加热等)使得电池的有效容量和输出性能得到最大化利用。

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电池热管理系统设计

特斯拉采用全液冷热管理设计,每个电池模组之间布置铝制冷却管路。

如图所示,冷却液在各电芯之间并联流动,保证各模组接近同一温度,避免串联带来的温度偏差。

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特斯拉电池热管理系统示意图

此外,从2020年后Model 3/Y后续车型开始采用热泵系统(包括用于制热和冷却的八向阀Octovalve),将电机和车内空调系统的热量高效回收,用于车辆采暖。

热泵制热效率是传统PTC电阻的2~4倍,可在冬季使续航里程增加约20%。

相比之下,老款S/X车型仅用PTC电阻加热,对续航影响更大。

总的来说,特斯拉的热管理系统能够在冷启动和低温环境下迅速将电池加热到理想温度,并在行驶时将多余热量及时散热,保持电池工作在高效温区。

高能效电驱系统与整车优化

特斯拉的整车设计从底层就追求极致能效:

一方面是电驱系统效率高、能量回收充分,另一方面是车身空气动力学与轻量化设计。

新款Model S风阻系数仅约0.20Cd,Model 3/Model Y也只有约0.23Cd,都远优于普通车型。

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这种流线型设计大幅降低了风阻损耗。

与此同时,Model S/X采用铝合金车身结构,Model 3也在关键部位使用铝材,使车辆重量相对较轻。

再加上高效电机(峰值效率可达95%以上)和强大的能量回收策略,车辆在加速和减速时能够最大程度回收动能,进一步提升续航效率。

软件优化与OTA升级

特斯拉通过持续的软件迭代进一步提升续航表现。

其OTA(空中升级)不仅更新娱乐和自动驾驶,还包括电池和驱动系统控制程序。

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比如2023年2月,特斯拉通过OTA将部分Model S的官方续航从373英里提升到390英里;

此前一次驱动系统升级也使其续航约提高了10%。

在BMS层面,特斯拉曾对国内磷酸铁锂版Model 3推送OTA升级(版本2021.4.10),优化了电池管理策略,显著减少冬季掉电和SOC显示误差。

该更新能自动校准电池状态,无需车主频繁人工校准,大大提高了寒冷工况下的续航稳定性。

综合来看,软件算法和OTA持续优化帮助特斯拉充分挖掘电池潜能,在不改动硬件的情况下不断提升实测续航。

续航实测与对比

多组实测数据表明,特斯拉在不同温度和工况下的续航领先优势明显。

早前挪威机构测试显示,一辆WLTP续航634公里的Model S(标准续航版)在-19°C环境下依然跑出了530公里,仅损失约16%;

同期竞争对手如丰田bZ4X续航降幅高达35%。

芬兰《Tekniikan Maailma》寒冬测试中,Model 3长续航版甚至在仪表显示剩余0%后仍能继续行驶,而其他车型提前断电或关闭能耗高的车内功能。

大规模数据分析结果也印证了这些测试:Recurrent Auto统计3,332辆特斯拉数据显示,低于-1°C时Model Y的实测续航仅为EPA标定值的约45%,而在20~30°C时可恢复到标定值的60%以上;

Model S在严寒条件下损失超过50%,高温下留存约60%。

这些实测数据表明,在寒冷环境下特斯拉的续航损失比例显著低于其他电动车,其热管理和控制系统发挥了关键作用。

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测试对比图

小电池大续航的原因分析

综上所述,特斯拉能够在相对较小的电池容量下实现优秀续航,归结于系统级的综合优化。

首先,高精度的BMS和少量的安全缓冲让电池的可用能量最大化;

其次,特斯拉在空气动力学、动力系统效率、热管理等方面都处于行业领先地位(如极低的风阻系数、高效热泵系统等),显著降低了行驶能耗;

最后,强大的能量回收和软件优化(包括OTA升级)不断提高整车效率。

正是这些硬件与软件协同作用的结果,使得特斯拉车辆在标定能量相同或更低的情况下,依然能达到或超过同级别其它车型的续航表现。

出处:头条号 @Car擎报橘

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