特斯拉電池技術高安全性背后的秘密是什么
特斯拉是純電動汽車品牌,它一直致力于用最具創(chuàng)新力的技術,加速可持續(xù)交通的發(fā)展。國內(nèi)有個叫游俠汽車的團隊一直在打造純電動車,他們對這方面很有研究,此前,他們拆解了特斯拉的電池組,我們跟他們一起來看看這背后到底有什么秘密。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/366035.htm
拆解特斯拉電池組
我們都知道特斯拉MODEL S的85kW?h版本的電池組由近7000節(jié)18650鋰電池構成。但電池組的實際情況,卻沒多少人見過。之前網(wǎng)上發(fā)布的電池分析大都是基于特斯拉的電池專利而分析得出的。這次我們就來為大家揭開特斯拉電池的最后一層神秘面紗。
MODEL S一共有16塊電池組,最下面的空擋那塊原來有兩塊電池,上圖中已經(jīng)被游俠汽車拆了下來。特斯拉在每一塊電池組上都覆蓋一塊玻纖板對電池進行簡單的保護。每兩塊電池之間都有金屬梁隔開。圖中左下角是整個電池組的保險絲,右側是電池的冷卻液接口和冷卻液加注口。
這塊兒就是特斯拉非常高大上鋰電池組,在這塊板上一共有444節(jié)電池,每74節(jié)并聯(lián)成一組,整塊電池板由6組電池串聯(lián)而成。所以我們可以算出在這款特斯拉MODEL S 85車型上一共有7104節(jié)18650鋰電池。
電池組中間的那幾根線一邊連接著電池的極板,另一頭連到電池控制模塊,這些線是用來檢測電池組的電壓,從而保證電池組正常工作的。再仔細看可以發(fā)現(xiàn),每一節(jié)電池上都有一根很細的保險絲,這個是用來保護整個電池組的,當單節(jié)電池出現(xiàn)溫度過高之類的異常現(xiàn)象時,保險絲會自動熔斷,以達到保護整個電池組的目的(每節(jié)電池的正負極都會有一根保險絲)。這么多保險絲需要焊接在電路板上是一項非常大的工程,從工藝上來看應該是由專門的機器人使用超聲波焊接完成的。
特斯拉BMS主控芯片
特斯拉的電池主控模塊,從PCB板上印刷的logo來看,這塊電路板是完全由特斯拉自行研發(fā)的。電路板上使用了大量的電阻和電容進行信號調(diào)理,光是在我們看到的這一面就有6組電信號的采集線路。
由于特斯拉使用的是18650鋰電池,這種鋰電池就是我們筆記本電腦中使用的電池,所以其電控方面的技術是非常成熟的,雖然我想了很多辦法還是無法看清楚主板上芯片的型號,但還是能推測出上面主要有充放電管理芯片和電池計量管理芯片,相比筆記本電池,其復雜的地方應該在多路的電池信號采集和控制算法上,畢竟電動汽車成百上千節(jié)電池的監(jiān)控和筆記本電腦10節(jié)左右的電池監(jiān)控不在一個數(shù)量級上。
特斯拉使用的電池是一致性非常高的,他們也出體了一系列的液體冷卻方案來保持電池溫度的一致性。在安全性與電動車的續(xù)航方面,特斯拉一直做得很好,從目前看到設計結構來說特斯拉的防護措施是值得信賴的。
特斯拉的電池熱管理系統(tǒng)
我們此前得知特斯拉是有一套專門的液體循環(huán)溫度管理系統(tǒng)圍繞著每一節(jié)單體電池的,但其具體構造,卻始終未能見到。有媒體在報道中是這么說的“據(jù)特斯拉專利說明介紹,隔離板內(nèi)部的水可以是靜態(tài)的也可以是流動的,可以直接存儲在隔離板內(nèi)部管腔,也可以被裝到特定的水袋中。如果是流動狀態(tài),可以與電池組的冷卻系統(tǒng)連接在一起,也可以自建循環(huán)系統(tǒng)。”
特斯拉的絕緣防護
經(jīng)過暴力拆解,使我們終于看到了電池組內(nèi)部的構造,在鋰電池組內(nèi)部,灌注水乙二醇的導熱鋁管呈S形狀環(huán)繞,圖中左右兩側的接口為水乙二醇液體的循環(huán)接口,在鋁管外還包裹著一層橘黃色的絕緣膠帶。為防止絕緣膠帶意外破裂,導致鋁管與鋰電池外殼接觸造成短路,特斯拉在鋁管外部還加了一層絕緣膠進行隔離。在其他沒有鋁管通過的電池之間,也使用了一層絕緣膠進行隔離。
在我第一眼看到特斯拉的電池做這么多層的絕緣隔離時,我還是非常驚訝的。想了一下才明白過來,特斯拉使用的18650鋰電池是定制的,不像我們平時看到的鋰電池一樣有一層絕緣外衣,其裸露在外的電池外殼都是電池負極,一旦外殼被導體連上,就可能造成短路,嚴重時甚至會發(fā)生起火事故,其后果將不堪設想。
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