特斯拉電池管理系統(tǒng)到底哪里比別人牛？

　　自從Model S上市以來(lái)，似乎已經(jīng)被拆解無(wú)數(shù)遍了，這也從一個(gè)側(cè)面印證了特斯拉(Tesla)在電動(dòng)汽車市場(chǎng)初期的標(biāo)桿地位。

　　一、動(dòng)力總成構(gòu)成：

　　Model S動(dòng)力總成主要分為這幾部分：動(dòng)力電池系統(tǒng)ESS、交流感應(yīng)電機(jī)Drive Unit、車載充電機(jī)Charger、高壓配電盒HV Junction Box、加熱器PTC heater、空調(diào)壓縮機(jī)A/C compressor和直流轉(zhuǎn)換器DCDC。

　　Model S采用三相交流感應(yīng)電機(jī)，并且將電機(jī)控制器、電機(jī)、以及傳動(dòng)箱集成于一體。尤其是將電機(jī)控制器也封裝成圓柱形，與電機(jī)互相對(duì)應(yīng)，看上去像是雙電機(jī)。從設(shè)計(jì)上來(lái)看集成度高、對(duì)稱美觀。中間的傳動(dòng)箱采用了固定速比(9.73:1)方案。85KWh版本電機(jī)峰值功率270KW，扭矩440Nm。

　　充電系統(tǒng)支持三種充電方式：

　　1.超級(jí)充電樁DC快充

　　超級(jí)充電樁可直接輸出120KW對(duì)ESS進(jìn)行充電，一個(gè)小時(shí)以內(nèi)能充滿。

　　2.高功率壁掛充電

　　在后排座椅下面有兩個(gè)車載充電器，一主一從。主充電器屬于默認(rèn)開放使用，功率10KW，差不多8小時(shí)能充滿。slave充電器的硬件雖然已經(jīng)安裝在車上了，但需要額外支付1.8萬(wàn)才能激活，可使充電能力翻倍。這種硬件早已配置好，之后通過(guò)license收費(fèi)的方式和IBM的服務(wù)器如出一轍。目前Tesla已經(jīng)把這個(gè)策略用在了動(dòng)力電池上，60版本上實(shí)際裝了70多度電，預(yù)留的那部分容量剛好避免滿充滿放，有助于延長(zhǎng)電池壽命,因此入手低配版也是一個(gè)有性價(jià)比的選擇。

　　3.220V家用插座充電

　　充電功率3kw左右，充滿電大概30個(gè)小時(shí)。把充電器放在車上，即使到了完全沒有充電基礎(chǔ)設(shè)施的地方也能利用普通家用插頭充上電。

　　熱管理部分有意思的地方在于Model S用一個(gè)四通轉(zhuǎn)換閥實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的串并聯(lián)切換。其目的我分析主要是根據(jù)工況選擇最優(yōu)熱管理方式。當(dāng)電池在低溫狀態(tài)下需要加熱時(shí)，電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路串聯(lián)，從而使電機(jī)為電池加熱。當(dāng)動(dòng)力電池處于高溫時(shí)，電機(jī)冷卻回路與電池冷卻回路并聯(lián)，兩套冷卻系統(tǒng)獨(dú)立散熱。這樣的熱管理方式還是比較巧妙的。

　二、電池PACK

　　先看一下未拆解前的電池包(PACK)，對(duì)外一共有3組接口。分別是低壓接口、高壓接口、冷卻接口，并且全部采用了快插式方案。說(shuō)明Tesla在設(shè)計(jì)電池組系統(tǒng)的時(shí)候充分考慮了換電模式的技術(shù)要求，即便現(xiàn)在很少有換電的需求但這個(gè)基因始終保留了下來(lái)。高壓接插器中較粗的Pin一方面起到了定位的作用，同時(shí)也是接地點(diǎn)，較細(xì)的Pin用于實(shí)現(xiàn)高壓互鎖功能。

　　PACK前部頂面上設(shè)計(jì)了防水透氣閥，利用氣體分子與液體及灰塵顆粒的體積大小數(shù)量級(jí)差，讓氣體分子通過(guò)，而液體、灰塵無(wú)法通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)防水透氣的目的，避免水蒸氣在PACK內(nèi)部凝結(jié)。

　　PACK上部用了非常多的固定螺絲，因此白色的絕緣墊通過(guò)膠粘在了PACK上，除了起到了絕緣防火的作用以外，還可以起到一定的防水的作用。PACK的上蓋是死死用膠粘住的，即使卸了所有螺絲依然無(wú)法打開。記得在14年的炎炎夏日里我們七八個(gè)人“生掰硬撬”一小時(shí)才得以破壞性的扒開。當(dāng)時(shí)覺得Tesla在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定是抱著破釜沉舟的考慮，根本沒打算之后的維修，所以PACK上自然也沒有手動(dòng)維修開關(guān)，僅僅留了一個(gè)保險(xiǎn)絲更換口。

　　Tesla下托盤以鋁合金型材作為主要承載框型骨架，骨架底部焊接整塊鋁板。 拆解的是一款85KWH高配版，最右側(cè)多堆疊了兩個(gè)模塊(Module)。PACK兩側(cè)布置了大量防爆閥(共85個(gè))。在拆解的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)PACK里總是用零散的絕緣板將高壓器件隔開，而固定絕緣板的方式通常是膠水，像是用狗皮膏藥把PACK里面打滿了補(bǔ)丁，很難想象在這樣復(fù)雜工藝在量產(chǎn)過(guò)程中是如何進(jìn)行的。猜測(cè)是在設(shè)計(jì)之初考慮的不充分導(dǎo)致了后續(xù)只能無(wú)奈的通過(guò)打補(bǔ)丁的方式進(jìn)行了。