特斯拉汽車續(xù)駛里程和電池衰減解析

Plug-in America通過問卷調查的形式收集了來自世界各地Model S車主的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以在一定程度上用于分析Model S電池的衰減問題。這些數(shù)據(jù)都是收集自不同地區(qū)不同車主的車輛儀表顯示數(shù)據(jù)。

圖1是根據(jù)收集的數(shù)據(jù)得到的Model S的額定續(xù)駛里程rated range和里程表odometer讀數(shù)的關系曲線。圖中，Y軸rated range數(shù)據(jù)是直接從車上儀表讀到的將車子完全充滿電之后，車子會顯示一個rated range數(shù)值，表示充滿電之后車子可以行使的里程數(shù)，這在美國和加拿大常用EPA里程來表示(在其他國家可能采用NEDC表示)。這里也沒有測量實際電池可以放出的容量，而是在完成充電后，用儀表顯示的rated range來等效電池容量進行分析(因為如果儀表上顯示的rated range降低，說明電池也有衰減了)。X軸是車子的里程表odometer顯示的數(shù)值，使車輛累積的總里程數(shù)。圖中的不同顏色表示不同Model S的車型，相同車型由于配置不同、駕駛路況/習慣等不同，即使在相同電池包容量下，range也會不一樣。例如，圖中配備85kWh電池的車型就有85、85P、P85D三種，對應range也不一樣(有些在BMS里面通過軟件來限制電池可用能量)。圖中的散點是收集的不同Model S車輛不同年份的上述兩個數(shù)據(jù)(rated range vs. odometer)，實線是條趨勢線。需要注意的是這些數(shù)據(jù)中的電池包有些是中途已經更換過電池包或其他零部件的。另外這些數(shù)據(jù)點只反映了里程數(shù)據(jù)，并沒有反應出使用時間。

圖1 Model S續(xù)駛里程和里程表讀數(shù)

這里我們看一下圖中里程表數(shù)值顯示最大的一輛車(vehicle ID 291#)，其odometer里程數(shù)為161591mile，換算成公里數(shù)為~26萬公里，這已經超過了通常汽車要求的10year/150k mile的壽命要求。這里我們看一下實際這輛車子是什么情況車主來自德國米內爾斯塔特Münnerstadt，車型是2013 Model Year Model S Signature 85 Performance(P85D)。截止到2016年的里程表讀數(shù)~26萬公里(161591英里，三年開這么多公里數(shù)，車主是個重度汽車使用者了)，70%是highway，30%是freeway，rated range為245miles，三年期間可行使里程衰減大約為~3%(以253mile作為P85D的基準數(shù)據(jù))。但是需要注意的是，該車在三年內換過一次電池包、一次車載充電機、四次傳動裝置drive unit，該車的質量不太好。

另一輛vehicle ID為130#的2012 Model Year的Model S Signature 85 Performance，該車沒有更換過零部件，截止到2015年7月，3年多時間內，里程表讀數(shù)為2.0902萬英里，大約3.34萬公里，65%為highway，45%為freeway，該車的rated range沒有看到衰減。

下面我們看一下另一個同樣2013 Model Year的Model S Signature 85 Performance車子(vehicle ID 249#)，截至2017年3月28日，里程表顯示14.2775萬英里，大約22.8萬公里(其中85%是highway，15%是freeway)，4年時間內rated range大約衰減~6%。其間，電池包沒有更換過，但是drive unit更換過四次。

但是也有一些車主的數(shù)據(jù)顯示較大的衰減。例如，vehicle ID為339#的2013 Model Year Model S Signature 85 Performance車子，截止到2015年7月，里程表讀數(shù)為3.492萬英里，約5.6萬公里，rated range為228mile，highway里程占據(jù)10%，freeway里程占據(jù)了90%，其間沒有更換過零部件，兩年時間內續(xù)駛里程衰減約為~10%。另一個Vehicle ID為505#的2014 Model Year， 截止到2016年7月的rated range為202mile，highway占據(jù)25%，freeway占據(jù)75%，其間還更換過一次充電機和一次drive unit，兩年時間左右rated range衰減約20%，這個衰減是比較嚴重的。

圖2 Model S充電后的續(xù)駛里程數(shù)和總里程數(shù)關系

國外Dutch-Belgium Tesla論壇的Tesla車主們也作了類似的Model S數(shù)據(jù)收集(圖2)。這里的Y軸是Remaining Range，X軸是Mileage。與Plug-in America的數(shù)據(jù)相比，雖然X/Y軸名稱不一樣，但是兩者所表示的含義是一樣的。這里X軸的Mileage也是車輛里程表讀數(shù)(Plug-in America用odometer表示)，Y軸remaining range也是在充滿電之后顯示預估行駛里程(Plug-in America用rated range表示)。如果僅僅看統(tǒng)計的趨勢曲線，似乎可以看到Model S的續(xù)駛里程衰減很小的，累計行駛6萬公里后，續(xù)駛里程衰減僅為5%， 10萬公里衰減6%左右，20萬公里衰減8%左右。這里我們只能看到續(xù)駛里程的變化數(shù)據(jù)，并看不到電池實際能量的變化以及這些參數(shù)對應的時間。下面我們具體看幾組其它數(shù)據(jù)(表1)，可以看到圖2背后的其他一些信息。

表1 US和Asia Pacific/Europe Model S用戶數(shù)據(jù)

例如，在US地區(qū)收集到數(shù)據(jù)中，截止目前為止，ID 124#的車主提供的里程表讀數(shù)最大，為11.14萬英里，大約17.8萬公里，時間為2014年3月-2017年3月，整3年時間，車型為Model S 85。截止2017年3月，該車充滿電之后的rated range為251.14mile，對應72.345kWh，跟新車相比，三年時間續(xù)駛里程衰減6.6%%，但是電池能量衰減大約15%(假設85kWh為基準)。之前Jason Hughes從Tesla的BMS破解中發(fā)現(xiàn)，85/P85/85D/P85D(http://www.d1ev.com/50258.html)車型的電池實際總能量為81.5kWh，BMS將能量限制在77.5kWh，如果這屬實的話，那按照81.5kWh計算，能量衰減約為11%，按照77.5kWh計算，能量衰減為6.6%

ID 5#的車主提供的數(shù)據(jù)是2015年5月28日，該車是2015年5月7日生產的Model S P85D，是眾多數(shù)據(jù)樣本中時間最短的。在21天的時間內，該車的里程表讀數(shù)增加到1061mile，5月28日充滿電之后顯示的里程數(shù)為253mile，對應電池能量讀數(shù)76.593kWh，在21天時間內，續(xù)駛里程大約衰減1.2%，電池能量衰減~10%，以81.5kWh計算為6%，按照77.5kWh計算能量衰減為1%。

ID 128#的車主提供了Model S P85截止2017年4月14日的數(shù)據(jù)，里程表讀數(shù)6.6萬mile，充滿電之后的行駛里程為247.09mile，對應顯示得電池能量為71.192kWh。該車生產時間是2012年12月31日，在4.5-5年的時間內，該車可行駛里程衰減~8%，電池能量衰減大約16.2%，以81.5kWh計算為12.6%，以77.5kWh計算能量衰減為~8%

ID 51#的車主提供的是Model S 60截止到2015年10月的數(shù)據(jù)，里程表讀數(shù)1.6217萬mile，充滿電后里程為176.2mile，對應電池能量49.555kWh，該車生產時間是2014年6月，在1年多時間內，行駛里程衰減~15%，按照60kWh計算，能量衰減17.4%，按照Jason Hughes破解發(fā)現(xiàn)的Model S 60 電池實際容量為61kWh計算的話，1年多能量衰減為19%，如果按照BMS限制的電池能量58.5kWh計算的話，1年多能量衰減為15%。

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