鉅大LARGE | 點擊量：751次 | 2021年11月17日
續航440公里 特斯拉鋰離子電池為啥這么牛?
自上世紀70年代誕生以來，鋰離子電池成功進入了每個人的生活，但在科技進步如此神速的年代，卻沒有新的能量存儲技術能替代其地位，這足以說明鋰離子電池性能之優越，用途之廣泛。隨著新能源汽車高速發展，鋰離子電池將得到充分的發展。
提到新能源汽車，就不得不說下馬斯克的特斯拉了。時尚的外形、百公里加速3.2秒、續航440公里，這些都是特斯拉ModelS作為一款純電動汽車所展示給人們的數據。
不遜于傳統燃油車的性能表現，讓特斯拉獲得了巨大的成功。同樣的鋰離子電池，為何在特斯拉上會有如此不俗的表現？是電動機技術高超？還是電池技術先進？
這不，為了探尋特斯拉電池的奧秘，國外牛人就將一輛ModelS的電池板給拆開了，一探究竟。
國外牛人直接給我們展示電池組。電池組安放前后軸之間的底盤位置，其重量可達900公斤。因此造成底盤重心較低，非常利于車輛的高速穩定性。電池組幾乎占據車輛底盤的全部，但電池組并沒有作為承受力的主體，電池組有加強筋和受力框架保護，大大減低碰撞時的爆炸危險。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池組整體有標明其身份的銘牌，其中標明了其容量為85kWh，400V直流電，簡單來說電池可以裝85度電，可供一個普通家庭使用一個月。
電池組表面不僅有塑料膜保護著，而且塑料膜下面還有防火材料的護板。護板下面才是電池組。護板通過螺栓與電池組框架連接，并且連接處充滿了密封粘合劑。外觀來看電池組保護的不錯。
特斯拉ModelS電池組板看似非常高大上。其電池組板由16組電池組串聯而成，并且每組電池組由444節鋰離子電池，每74節并聯形成。因此特斯拉ModelS電池組板由7104節18650鋰離子電池組成。
總保險絲位于電池版的前端，并且有外殼保護以防受到撞擊。其采用德國Bussmann巴斯曼，額定工作電流為630A，額定電壓為690V，分斷電流700-200kA，在全球化趨勢下該保險絲在印度制造。市場價格在600元左右。
電池板中的16塊電池組均衡平鋪在殼體上，整體結構緊湊，平鋪有利于散熱。每一組電池組由六組單體電池包串聯而成，但單體電池包的布置并沒有采用均衡布置，而是采用不規則的結果，猜測是為了方便電池組內的散熱管路布置。
測量了整個電池板的電壓為313.8V，單體電池組電壓為196.3V。顯然這塊電池并沒有達到額定的輸出電壓，可能電池電量并不充足所導致。
電池組內每一節電池都有保險絲鏈接著，以防單節電池過熱危及整體電池過熱，并且每節電池保險絲焊接非常精美。電池組中央有線連接到電池控制模塊，這些線用來檢測電池組的電壓，從而保證電池組正常工作。
電池組整體由透明塑料殼包裹住，兩側有金屬散熱護板包圍。電池厚度比腳掌稍稍厚些，屬于扁長型電池組，從而導致車輛重心可大大降低。總體電池組保護的相當不錯。
18650鋰離子電池即普通筆記本電腦的鋰離子電池，眾多18650鋰離子電池組成單體電池包，再由電池包組成電池組，并由16組電池組構成電池板。看似簡單，但實際要解決很多連接和散熱的問題。
每一組電池組都由一條2/0主線串聯起來，主線位于電池板中央，并且有護板覆蓋著，較為隱蔽。2/0主線匯集電流后將連接到輸出端的接觸器。接觸器采用泰科電子專門為特斯拉生產的部件。
電池板中央有一條2/0主線，每組電池組都通過該主線串聯輸出電流，因此2/0主線尤其重要。特斯拉采用美國Champlain的專門為電動汽車生產的線纜，其最高可承受600V電壓，并且可在-70°-150°之間工作。2/0主線保護的相當不錯，不僅有護板保護，而且還有防火材料包裹。這一點可猜測其工作時有可能出現高溫。
電池板內除了電池組外，最多都是“冷卻液”管路。每組電池都要通入一定量的“冷卻液”。雖然“冷卻液”并沒有泵驅動主動流動，但整個電池板所有管路都是相通的，“冷卻液”可熱脹冷縮進行一定范圍流動。
“冷卻液”呈綠色，由50%的水和50%的乙二醇混合而成。“冷卻液”配合著鋁管使用重要是為了保持電池溫度的均衡，防止電池局部溫度過高導致電池性能下降。特斯拉的電池熱管理系統可將電池組之間的溫度控制在±2℃。控制好電池板的溫度可延長電池的使用壽命。
電池管理系統（BatteryManagementSystem簡稱BMS）是對電池組進行安全監控及有效管理、提高蓄電池使用效率的裝置。對電動汽車而言，通過該系統對電池組充放電的有效控制，可達到新增續航里程、延長使用壽命、降低運行成本的目的，并保證電池組應用的安全和可靠性。
電池管理系統重要功能包括數據采集、電池狀態計算、能量管理、熱管理、安全管理、均衡控制和通信功能等。從電路圖上可看到，電池管理系統為特斯拉自行研發，擁有高度的知識產權的核心技術。該系統能自行處理充放電以及發熱問題。相信國內廠商較難山寨出來。
這次國外牛人自行拆解特斯拉ModelS讓我們了解更多細節。18650的數量決定于電池板的總容量；鋁管與“冷卻液”配合使得電池發熱更加均衡；還有電池管理系統BMS復雜的處理使得電池完美充放電。
總得來說，ModelS電池保護的相當不錯，內部結構設計得恰當好，電池管理系統也相當細致。這些看似不是高端技術的技術，或許正是特斯拉成功的原因吧！
