特斯拉的明星车型Model S是2013年的北美豪华车销量冠军,取得这样的成绩源于对电池技术的不懈追求和突破。

电动汽车旋风刮入中国 特斯拉带动一起火?

特殊锂电池技术

特斯拉的明星车型Model S是2013年的北美豪华车销量冠军,取得这样的成绩源于对电池技术的不懈追求和突破。

为了让电动汽车更实用,Tesla正在拼命缩短充电时间。特斯拉首席技术官施特劳贝尔(Straubel)称公司已将充满电池的时间缩短到了5分钟——这与加满一箱油的时间差不多了。Tesla能实现如此短的充电时间,靠的是充电站可以提供120千瓦超高功率以及Tesla高出一般电动车电池储能3倍的电池组及特殊的电池管理系统。

特斯拉是目前唯一采用18650型钴酸锂离子电池的汽车公司,这种电池一直用于笔记本电脑中,曾被认为技术老旧,难登大雅之堂。

早在20世纪70年代,英国宾汉顿大学的Whittingham女士就发明了18650电池。这种电池常应用于笔记本电脑、强光手电等数码产品上,但是将这种直径18毫米、高65毫米的圆柱形锂电池用在汽车上,特斯拉是第一个吃螃蟹的人。

特斯拉电池技术总监Kurt Kelty表示:Tesla起初尝试了市面上超过300种的电池,包括板形和方形电池,最终选择了松下的18650型钴酸锂离子电池,原因主要是:能量密度更大且稳定性、一致性好;可以有效降低电池系统成本;生产规模大,安全级别不断提高;尺寸小但可控性高,即使电池组的某个单元发生故障,也能降低故障带来的影响。

从Roadster到Model S车型转变的4年时间,电池组成本已经下降了约44%,并且仍在继续下降。中国电池网(微号:mybattery),最具价值的电池行业垂直门户,www.itdcw.com。

18650电池安全系数较低,热特性和电特性较差是不争的事实,特斯拉的解决方法是把几千节2安时18650封装电池通过串联和并联结合在一起。驱动一辆电动车需要大量电能,Tesla Roadster的电池系统包含6831节小电池,Model S更是高达8000节,排列组装这些数量众多的小电池就成为其中的关键。

特斯拉把网络控制领域用程序控制成百上万台服务器的模式搬到了电池系统的控制上,通过一年的实验设计,用分层次管理的办法成功控制了近万节小电池以及电压和温度。

69个18650电池被并联封装成一个电池砖,99个电池砖串联成一个电池片,11个电池片组成一个电池包。仅仅有这些层次还不够,每一个层次都要进行监控,在每个电池单元、每个电池砖、每个电池片的两端均设置有保险丝,一旦电池过热或者电流过大则立刻融断,断开输出。

在每个电池片上,均设置有BMB (Battery Monitor board,电池监控板),监控每个电池砖的电压、温度以及整个电池片的输出电压;在整个电池包上,设置有BSM(Battery System Monitor,电池监控系统),监控电流、电压、温度、湿度、方位、烟雾等整个环境;在整车层面,设置有VSM (Vehicle System Monitor,车辆系统监视器),用以监控BSM。

这样一套电池控制系统成为特斯拉的技术核心。当特斯拉首次公布这套造价高昂的系统时,几乎成为笑柄,业内认为将近1万个小电池放在汽车里的行为简直愚不可及。但事实却给予了有力回应,雪佛兰Volt起火,Fisker Karma一年内发生3次自燃事件,而反观Tesla,不论是Roadster还是Model S,都从未发生过起火自燃事件。

[责任编辑:中国电池网]

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