特斯拉汽车续驶里程和电池衰减解析

Plug-in America通过问卷调查的形式收集了来自世界各地Model S车主的数据，这些数据可以在一定程度上用于分析Model S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Model S的额定续驶里程rated range和里程表odometer读数的关系曲线。图中，Y轴rated range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rated range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rated range来等效电池容量进行分析(因为如果仪表上显示的rated range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Model S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Model S车辆不同年份的上述两个数据(rated range vs. 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1 Model S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(vehicle ID 291#)，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/150k mile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2013 Model Year Model S Signature 85 Performance(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，rated range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drive unit，该车的质量不太好。

另一辆vehicle ID为130#的2012 Model Year的Model S Signature 85 Performance，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rated range没有看到衰减。

下面我们看一下另一个同样2013 Model Year的Model S Signature 85 Performance车子(vehicle ID 249#)，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rated range大约衰减~6%。其间，电池包没有更换过，但是drive unit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，vehicle ID为339#的2013 Model Year Model S Signature 85 Performance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，rated range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Vehicle ID为505#的2014 Model Year， 截止到2016年7月的rated range为202mile，highway占据25%，freeway占据75%，其间还更换过一次充电机和一次drive unit，两年时间左右rated range衰减约20%，这个衰减是比较严重的。

图2 Model S充电后的续驶里程数和总里程数关系

国外Dutch-Belgium Tesla论坛的Tesla车主们也作了类似的Model S数据收集(图2)。这里的Y轴是Remaining Range，X轴是Mileage。与Plug-in America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-in America用odometer表示)，Y轴remaining range也是在充满电之后显示预估行驶里程(Plug-in America用rated range表示)。如果仅仅看统计的趋势曲线，似乎可以看到Model S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Asia Pacific/Europe Model S用户数据

例如，在US地区收集到数据中，截止目前为止，ID 124#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Model S 85。截止2017年3月，该车充满电之后的rated range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Jason Hughes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%

ID 5#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Model S P85D，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%。

ID 128#的车主提供了Model S P85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%

ID 51#的车主提供的是Model S 60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Jason Hughes破解发现的Model S 60 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%。

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