(圖:Electrek)

特斯拉(Tesla)的電池研究夥伴發表研究成果,他們設計出一款可以使用長達 160 萬公里的電池,這對特斯拉想推出的自動駕駛計程車(robot taxi)相當有幫助。

電池壽命

在特斯拉自駕日活動(Tesla Autonomy Day Event)中談到未來特斯拉自動駕駛車隊的經濟效益時,執行長伊隆·馬斯克(Elon Musk)強調,車輛必須經久耐用。目前的車款都是為行駛 160 萬公里而設計的,傳動系統也以此為目標設計,並經過測試和驗證。但馬斯克承認,電池組的壽命不超過 160 萬公里。

今年早些時候,馬斯克表示,特斯拉的 Model 3 電動車如同商用卡車可行駛 160 萬公里,不過電池模組的使用壽命應該在 48 萬公里到 80 萬公里之間。然而,他聲稱特斯拉明年將推出一款新電池,其壽命將可以達到 160 萬公里的目標。

驗證項目

正在為特斯拉進行電池研究的傑夫·達恩教授(Jeff Dahn)及其實驗室已經發表了新電池的測試結果,這款將被特斯拉採用的新型電池是一種鋰電池,採用了晶鎳金屬氧化物(NMC 三元電池)和新的電解質。

達恩教授的團隊已經對這些電池進行多種測試,研究團隊指出:「測試包括在 20、40 和 55°C 的長期充放電循環和長期儲存,以及 40°C 的高精度電量分析。在鋰離子正極材料和石墨的電化學中考慮了幾種不同的電解質,包括可以促進快速充電的電解質。使用幾種方法檢查電池性能退化和阻抗增長的原因。我們得出結論,這種類型的電池應該能夠為電動汽車提供超過 160 萬公里的電力,並且能夠在電網中儲能持續至少 20 年。」

這比特斯拉目前的電池耐用兩到三倍。他們在不同條件和周期下測試電池。即使在 40℃ 的極端溫度下,這些電池也可用 4,000 次循環。而有了特斯拉電池組的主動冷卻系統,能讓電池使用超過 6,000 次循環,這意味著在一個良好的電池組中很容易超過 160 萬公里。充電時將電量控制在低於 100% 的充電狀態,也有助於延長使用壽命。

未來趨勢

在研究論文中,團隊特別提到這種長壽潛力對於「自動駕駛計程車」特別有用:「隨著自駕計程車、長途電動卡車和電動車與電網整合應用的推出,情況可能會有所變化。前兩者中,車輛將常在接近完全放電的情況下運行,而連上電網的車輛即使在不移動的情況下也會進行充放電循環。顯然,在這些應用中的鋰電池比起傳統重視能量密度與行駛距離的通勤駕駛觀點,更傾向需要高充放電次數的壽命。」

參考資料:

  1. Harlow, J. E., Ma, X., Li, J., Logan, E., Liu, Y., Zhang, N., … Dahn, J. R. (2019). A Wide Range of Testing Results on an Excellent Lithium-Ion Cell Chemistry to be used as Benchmarks for New Battery Technologies. Journal of The Electrochemical Society, 166(13). doi: 10.1149/2.0981913jes
  2. Lambert, F., Lambert, F., & Fred. (2019, September 9). Tesla battery researcher unveils new cell that could last 1 million miles in ‘robot taxis’.
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