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用数据说话 特斯拉电动汽车续驶里程和电池衰减解析

2017-05-08 10:25来源:第一电动网作者:129Lab关键词:特斯拉电池容量电池衰减收藏点赞

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Plug-inAmerica通过问卷调查的形式收集了来自世界各地ModelS车主的数据,这些数据可以在一定程度上用于分析ModelS电池的衰减问题。这些数据都是收集自不同地区不同车主的车辆仪表显示数据。

图1是根据收集的数据得到的ModelS的额定续驶里程ratedrange和里程表odometer读数的关系曲线。图中,Y轴ratedrange数据是直接从车上仪表读到的:将车子完全充满电之后,车子会显示一个ratedrange数值,表示充满电之后车子可以行使的里程数,这在美国和加拿大常用EPA里程来表示(在其他国家可能采用NEDC表示)。这里也没有测量实际电池可以放出的容量,而是在完成充电后,用仪表显示的ratedrange来等效电池容量进行分析(因为如果仪表上显示的ratedrange降低,说明电池也有衰减了)。X轴是车子的里程表odometer显示的数值,使车辆累积的总里程数。图中的不同颜色表示不同ModelS的车型,相同车型由于配置不同、驾驶路况/习惯等不同,即使在相同电池包容量下,range也会不一样。例如,图中配备85kWh电池的车型就有85、85P、P85D三种,对应range也不一样(有些在BMS里面通过软件来限制电池可用能量)。图中的散点是收集的不同ModelS车辆不同年份的上述两个数据(ratedrangevs.odometer),实线是条趋势线。需要注意的是:这些数据中的电池包有些是中途已经更换过电池包或其他零部件的。另外这些数据点只反映了里程数据,并没有反应出使用时间。

图1ModelS续驶里程和里程表读数

这里我们看一下图中里程表数值显示最大的一辆车(vehicleID291#),其odometer里程数为161591mile,换算成公里数为~26万公里,这已经超过了通常汽车要求的10year/150kmile的寿命要求。这里我们看一下实际这辆车子是什么情况:车主来自德国米内尔斯塔特Münnerstadt,车型是2013ModelYearModelSSignature85Performance(P85D)。截止到2016年的里程表读数~26万公里(161591英里,三年开这么多公里数,车主是个重度汽车使用者了),70%是highway,30%是freeway,ratedrange为245miles,三年期间可行使里程衰减大约为~3%(以253mile作为P85D的基准数据)。但是需要注意的是,该车在三年内换过一次电池包、一次车载充电机、四次传动装置driveunit,该车的质量不太好。

另一辆vehicleID为130#的2012ModelYear的ModelSSignature85Performance,该车没有更换过零部件,截止到2015年7月,3年多时间内,里程表读数为2.0902万英里,大约3.34万公里,65%为highway,45%为freeway,该车的ratedrange没有看到衰减。

下面我们看一下另一个同样2013ModelYear的ModelSSignature85Performance车子(vehicleID249#),截至2017年3月28日,里程表显示14.2775万英里,大约22.8万公里(其中85%是highway,15%是freeway),4年时间内ratedrange大约衰减~6%。其间,电池包没有更换过,但是driveunit更换过四次。

但是也有一些车主的数据显示较大的衰减。例如,vehicleID为339#的2013ModelYearModelSSignature85Performance车子,截止到2015年7月,里程表读数为3.492万英里,约5.6万公里,ratedrange为228mile,highway里程占据10%,freeway里程占据了90%,其间没有更换过零部件,两年时间内续驶里程衰减约为~10%。另一个VehicleID为505#的2014ModelYear,截止到2016年7月的ratedrange为202mile,highway占据25%,freeway占据75%,其间还更换过一次充电机和一次driveunit,两年时间左右ratedrange衰减约20%,这个衰减是比较严重的。

图2ModelS充电后的续驶里程数和总里程数关系

国外Dutch-BelgiumTesla论坛的Tesla车主们也作了类似的ModelS数据收集(图2)。这里的Y轴是RemainingRange,X轴是Mileage。与Plug-inAmerica的数据相比,虽然X/Y轴名称不一样,但是两者所表示的含义是一样的。这里X轴的Mileage也是车辆里程表读数(Plug-inAmerica用odometer表示),Y轴remainingrange也是在充满电之后显示预估行驶里程(Plug-inAmerica用ratedrange表示)。如果仅仅看统计的趋势曲线,似乎可以看到ModelS的续驶里程衰减很小的,累计行驶6万公里后,续驶里程衰减仅为5%,10万公里衰减6%左右,20万公里衰减8%左右。这里我们只能看到续驶里程的变化数据,并看不到电池实际能量的变化以及这些参数对应的时间。下面我们具体看几组其它数据(表1),可以看到图2背后的其他一些信息。

表1 US和AsiaPacific/EuropeModelS用户数据

例如,在US地区收集到数据中,截止目前为止,ID124#的车主提供的里程表读数最大,为11.14万英里,大约17.8万公里,时间为2014年3月-2017年3月,整3年时间,车型为ModelS85。截止2017年3月,该车充满电之后的ratedrange为251.14mile,对应72.345kWh,跟新车相比,三年时间续驶里程衰减6.6%%,但是电池能量衰减大约15%(假设85kWh为基准)。之前JasonHughes从Tesla的BMS破解中发现,85/P85/85D/P85D(http://www.d1ev.com/50258.html)车型的电池实际总能量为81.5kWh,BMS将能量限制在77.5kWh,如果这属实的话,那按照81.5kWh计算,能量衰减约为11%,按照77.5kWh计算,能量衰减为6.6%

ID5#的车主提供的数据是2015年5月28日,该车是2015年5月7日生产的ModelSP85D,是众多数据样本中时间最短的。在21天的时间内,该车的里程表读数增加到1061mile,5月28日充满电之后显示的里程数为253mile,对应电池能量读数76.593kWh,在21天时间内,续驶里程大约衰减1.2%,电池能量衰减~10%,以81.5kWh计算为6%,按照77.5kWh计算能量衰减为1%。

ID128#的车主提供了ModelSP85截止2017年4月14日的数据,里程表读数6.6万mile,充满电之后的行驶里程为247.09mile,对应显示得电池能量为71.192kWh。该车生产时间是2012年12月31日,在4.5-5年的时间内,该车可行驶里程衰减~8%,电池能量衰减大约16.2%,以81.5kWh计算为12.6%,以77.5kWh计算能量衰减为~8%

ID51#的车主提供的是ModelS60截止到2015年10月的数据,里程表读数1.6217万mile,充满电后里程为176.2mile,对应电池能量49.555kWh,该车生产时间是2014年6月,在1年多时间内,行驶里程衰减~15%,按照60kWh计算,能量衰减17.4%,按照JasonHughes破解发现的ModelS60电池实际容量为61kWh计算的话,1年多能量衰减为19%,如果按照BMS限制的电池能量58.5kWh计算的话,1年多能量衰减为15%

来自亚欧区的ModelSP85车主提供了一份里程表读数最大的数据,为235k英里,时间是从2013年9月10日到2017年3月23日,充满电后的里程为366.68kmile,对应电池能量71.029kWh。大约3.5年时间左右,充电后的续驶里程衰减大约为8.3%,电池能量衰减16.4%(按照85kWh计算),按照77.5kWh计算能量衰减为8.3%。

从这面这些数据可以发现:充满电之后的续驶里程衰减量并没有与宣称的电池能量(labelnominalenergy)衰减量一致,而是与之前JasonHughes破解BMS发现的受软件限制的电池能量(BMS_restrainedenergy)衰减量保持一致的。

表2每天充电深度对续驶里程的影响

表2是统计的269位ModelS用户每天采用的不同充电深度(充满50%-100%)对续驶里程的影响。大多数用户选择了充电充到80%或90%,对应充电后的续驶里程数据将近50%左右分布在图2趋势线之上,说明80%或90%的充电深度对续驶里程的衰减影响并不大。相似的结果也同样在使用超级充电桩的频率上显示出来(表3):使用超级充电桩充电对续驶里程衰减没有明显的影响。

表3使用超级充电桩对续驶里程衰减的影响

原标题:用数据说话,特斯拉电动汽车续驶里程和电池衰减解析
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