什么是 4680 电池?
7 号电池、5 号电池、18650、2170 和 4680 电池个头对比,4680 明显要大不少
4680 电池即直径 46 mm、高 80 mm 的圆柱电池,目前特斯拉使用的 18650 和 2170 电池也符合这一命名规则,其中 18650 电池最后一个「0」的含义是圆柱,只不过 2170、4680 电池省略了。
为什么是 4680 电池,而不是更大或更小的?
特斯拉 PPT 显示,圆柱电池直径 46 mm 是续航提升和降本的最优解
首先来看直径「46 mm」这个指标,从安全性来看,虽然整车电池节数减少可以降低 BMS 的管理难度,但是大电芯的散热是个难题,46 mm 是个平衡范围内的点。从提升续航和降本的角度来看,特斯拉认为 46 mm 以后整车的续航开始下降,同时降本的边际效益变得非常低,因此 46 mm 是最优解。另外从内部应力和角度来看,46 mm 也是一个比较临界的点,在化学性能、生产工艺没有本质上的突破前,46 mm 是一个黄金尺寸。
另一个参数高度「80 mm」,其实目前业界还没有定论,主要因各家底盘设计而异,比如宝马采用的是 4695 方案,还有的厂商规划了 46105 的方案,即高度为 105 mm。但这个高度也不能太高,一方面是径向散热会成问题,另一方面这样会明显增加底盘厚度,从而影响设计美感和风阻。
为什么特斯拉钟情于圆柱电池?
简单来说就是路径依赖,特斯拉 2004 年成立,2008 年推出首款车型 Roadster,当时市面上还没有非常成熟的动力电池方案可选,而松下的 18650 电池在民用领域已经非常成熟稳定,安全性和一致性都达到了非常高的水准,特斯拉于是选择了用几千个单体电池组装的方案,虽然对 BMS 的考验比较大,但在当时确实也比其他动力电池方案更为靠谱。