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特斯拉Model S电池组究竟什么样?国外拆解做详评

自上世纪70年代诞生以来,锂电池成功进入了每个人的生活,但在科技进步如此神速的年代,却没有新的能量存储技术能替代其地位,这足以说明锂电池性能之优越,用途之广泛。随着新能源汽车高速发展,锂电池将得到充分的发展。提到新能源汽车,就不得不说下马斯克的特斯拉了。时尚的外形、百公里加速3.2秒、续航440公里,这些都是特斯拉Model S作为一款纯电动汽车所展示给人们的数据。

不逊于传统燃油车的性能表现,让特斯拉获得了巨大的成功。同样的锂电池,为何在特斯拉上会有如此不俗的表现?是电动机技术高超?还是电池技术先进?

这不,为了探寻特斯拉电池的奥秘,国外牛人就将一辆Model S的电池板给拆开了,一探究竟。

国外牛人直接给我们展示电池组。电池组安放前后轴之间的底盘位置,其重量可达900公斤。因此造成底盘重心较低,非常利于车辆的高速稳定性。电池组几乎占据车辆底盘的全部,但电池组并没有作为承受力的主体,电池组有加强筋和受力框架保护,大大减低碰撞时的爆炸危险。

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电池组整体有标明其身份的铭牌,其中标明了其容量为85kWh,400V直流电,简单来说电池可以装85度电,可供一个普通家庭使用一个月。

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电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。护板下面才是电池组。护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。外观来看电池组保护的不错。

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特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。

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总保险丝位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。其采用德国Bussmann巴斯曼,额定工作电流为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。市场价格在600元左右。

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电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上,整体结构紧凑,平铺有利于散热。每一组电池组由六组单体电池包串联而成,但单体电池包的布置并没有采用均衡布置,而是采用不规则的结果,猜测是为了方便电池组内的散热管路布置。1111

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测量了整个电池板的电压为313.8V,单体电池组电压为196.3V。显然这块电池并没有达到额定的输出电压,可能电池电量并不充足所导致。

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电池组内每一节电池都有保险丝链接着,以防单节电池过热危及整体电池过热,并且每节电池保险丝焊接非常精美。电池组中央有线连接到电池控制模块,这些线用来检测电池组的电压,从而保证电池组正常工作。

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电池组整体由透明塑料壳包裹住,两侧有金属散热护板包围。电池厚度比脚掌稍稍厚些,属于扁长型电池组,从而导致车辆重心可大大降低。总体电池组保护的相当不错。

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18650锂电池即普通笔记本电脑的锂电池,众多18650锂电池组成单体电池包,再由电池包组成电池组,并由16组电池组构成电池板。看似简单,但实际需要解决很多连接和散热的问题。

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每一组电池组都由一条2/0主线串联起来,主线位于电池板中央,并且有护板覆盖着,较为隐蔽。2/0主线汇集电流后将连接到输出端的接触器。接触器采用泰科电子专门为特斯拉生产的部件。

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电池板中央有一条2/0主线,每组电池组都通过该主线串联输出电流,因此2/0主线尤其重要。特斯拉采用美国Champlain的专门为电动车生产的线缆,其最高可承受600V电压,并且可在-70°-150°之间工作。2/0主线保护的相当不错,不仅有护板保护,而且还有防火材料包裹。这一点可猜测其工作时有可能产生高温。

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电池板内除了电池组外,最多都是“冷却液”管路。每组电池都需要通入一定量的“冷却液”。虽然“冷却液”并没有泵驱动主动流动,但整个电池板所有管路都是相通的,“冷却液”可热胀冷缩进行一定范围流动。

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“冷却液”呈绿色,由50%的水和50%的乙二醇混合而成。“冷却液”配合着铝管使用主要是为了保持电池温度的均衡,防止电池局部温度过高导致电池性能下降。特斯拉的电池热管理系统可将电池组之间的温度控制在±2℃。控制好电池板的温度可延长电池的使用寿命。

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电池管理系统(Battery Management System简称BMS)是对电池组进行安全监控及有效管理、提高蓄电池使用效率的装置。对电动车而言,通过该系统对电池组充放电的有效控制,可达到增加续航里程、延长使用寿命、降低运行成本的目的,并保证电池组应用的安全和可靠性。

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电池管理系统主要功能包括数据采集、电池状态计算、能量管理、热管理、安全管理、均衡控制和通信功能等。从电路图上可看到,电池管理系统为特斯拉自行研发,拥有高度的知识产权的核心技术。该系统能自行处理充放电以及发热问题。相信国内厂商较难山寨出来。

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这次国外牛人自行拆解特斯拉Model S让我们了解更多细节。18650的数量决定于电池板的总容量;铝管与“冷却液”配合使得电池发热更加均衡;还有电池管理系统BMS复杂的处理使得电池完美充放电。
总得来说,Model S电池保护的相当不错,内部结构设计得恰当好,电池管理系统也相当细致。这些看似不是高端技术的技术,或许正是特斯拉成功的原因吧!

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没有大风大浪的经历,却有一颗永不想随波逐流的内心。 人生像游戏,玩错了其实可以重来,只要不轻易放弃,但游戏要认真玩才有意思 曾混迹电子论坛,现重回IT界,希望能给大家带来更接地气的产品。

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