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Tesla创新电池将颠覆EV世界?严苛测试不能少

时间:2020-10-12 作者:George Leopold 阅读:
作为所有其他电动车零组件电源,验证电池的性能十分关键。而像是特斯拉等创新者仍在尝试开发可望提升行驶距离以及功率密度的新一代电池技术...
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电动车大厂特斯拉(Tesla)在美国时间9月22日举行的“电池日”(Battery Day)发表了无凸片电极(tab-less,或译为“无极耳”)电池芯以及其他创新技术,试图掌控整体电动车设计以及生产周期,不过也提出了扩产的问题,会需要对电动车设计的中央电源零组件进行严格测试。

作为所有其他电动车零组件电源,验证电池的性能十分关键。而像是特斯拉等创新者仍在尝试开发可望提升行驶距离以及功率密度的新一代电池技术。测试工程师也预测,来自特斯拉等的设计与化学创新,将会对电池管理系统(BMS)与增加控制的子系统带来涟漪效应。

以福斯集团(Volkswagen Group) ID.3电池为基础的设计为例,美商国家仪器(National Instruments,NI)交通事业部的Jeffrey Phillips表示,“Audi在ID.3平台有很多问题,因为他们在车辆的所有子系统导入必须取得BMS许可的新要求。”这为系统整合与测试带来了另一层的设计复杂性,因此像是NI这样的供货商断言,因为EV架构是以电池管理为中心,特斯拉的电池创新将会提升对严苛测试与验证的需求。

特斯拉是否面临这样的设计验证挑战尚不得而知,该公司在“电池日”发表的创新电池设计号称可达到五倍以上的储存容量、功率可提升六倍,还有增加16%的行驶距离。特斯拉正在推广电池原型,期望藉此让电动车的价格能与汽油动力车辆媲美。

尺寸更大(46x80mm)的电池芯(参考文章上方大图),将成为未来特斯拉设计的中枢,管理几乎所有车辆子系统的电源分布;不过专家指出,这种雄心勃勃的设计方法会带来新的测试与设计验证挑战。

特斯拉表示,新的电池设计去掉了连结电池芯并使其放电的极耳,因此也消除了目前电池设计的弱点。较大尺寸的圆柱型电池芯设计实际上创造了较短的电气路径;不但拥有更大的能量密度,该无极耳电池原型若是全面开始量产,制造成本预期能减半。

NI的Phillips表示,特斯拉若要尝试扩大生产新电池,诀窍在于在测试期间进行设计验证,因为光是电池测试就可能耗费几个月的时间。“建立并维护自有测试系统、设计与架构,因此能自己进行修改,对汽车产业来说是相当新的概念;”他表示,这是因为车厂都有自己的整合供应链,通常会与专注在汽车应用测试的供货商合作。

“对大多数公司来说,那会是基础性的改变;”Phillip表示,特斯拉的方法可能意味着需要从头设计一个新的测试系统,以因应I/O和其他车辆需求。而因为EV业者对于验证设计的需求,NI的车辆测试业务近来蓬勃发展,特别强调其测试体系的模块化与灵活性。

无论是哪一种车辆测试平台,都必须考虑到EV设计越来越高的复杂性,包括结合5G无线通信以及自动驾驶、数据安全性与资通讯娱乐系统--这些升级技术都越来越受到电池管理系统的控制。Philips指出,这些子系统会如何互动“有太多的未知,”而且车厂必须要考虑到围绕着电池创新的EV架构复杂性日益增加。

Philips强调,目标是“大规模安全量产汽车零组件;”而这对特斯拉来说会是一个转折点,如果该公司能成功从电源供应开始,掌控整个设计与生产流程,就能实现安全与可靠的设计。他认为,特斯拉的创办人Elon Musk“已经重新考虑过整个供应链;”采取了包含内部生产长距离电池的全面性方法,此举也可能会对新兴智慧电网的电力储存带来广泛影响。

编译:Judith Cheng   责编:Yvonne Geng

(参考原文 :Scaling Tesla’s New Battery Requires Rigorous Testing,by George Leopold )

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George Leopold
EE Times特约编辑。自1986年以来,George Leopold一直在华盛顿特区撰写有关科学和技术的文章。除了EE Times,Leopold的作品还出现在《纽约时报》(New York Times),New Scientist和其他出版物上。 他住在弗吉尼亚州雷斯顿。
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