拆车坊挑战特斯拉——电池技术篇
其实关于特斯拉电池的介绍,很早之前我们就能从互联网上找到。松下于2009年推出了全球最高容量的18650(钴酸锂)电池,型号为NCR18650A。18650是指圆柱形电池的体积, 其高度是65mm,直径是18mm。特斯拉所生产的车型必然对电池的容量有很高的要求,因此,选择松下公司的18650锂电池也算是顺理成章了。
据了解,特斯拉公司为了进一步降低成本,未来将自行生产电池,撤底摆脱松下产能和成本的限制。特斯拉官方资料显示,MODEL S有一套专门的液体循环温度管理系统保护着每节电池,电池组隔离板内部的“冷却液”可以是静态的,也可以是流动的。但事实上,特斯拉MODEL S的电池组内没有任何泵或者温度控制的器件,说明电池的“冷却液”是不会主动流动的。应该说,这种被动式的温度管理系统,零部件比较简单,成本也比较低,而散热效果能够令人满意。
特斯拉MODEL S的核心技术就在于电池管理系统(Battery Management System 简称BMS),能够管理7000多节小电池的系统必然不简单,而MODEL S其它方面也不弱,它对电机和车内电子设备的控制也相当强悍。特斯拉自己并不生产电机,它采购的是台湾富田电机,特斯拉公司很会权衡性价比,它选择了性能出色价格适中的交流感应电机,并且通过“改装”提升了功率重量比,再加上优秀的电池板及其管理系统,最终构成了一个复杂而高效的电动车产品。
电池板内除了电池组之外,还有很多“冷却液”管线。虽然“冷却液”并不是主动流动的,但整个电池板所有管线其实是相通的。因此,“冷却液”在热胀冷缩情况下能够进行一定范围的流动。“冷却液”为绿色,由50%的水和50%的乙二醇混合制成。特斯拉MODEL S的电池热管理系统,能够将电池组之间的温度控制在±2℃的范围内,效果相当优秀。
电池管理系统智能化:85kWh版本的特斯拉电池组由7000多节18650锂电池组成(每节45克*7104节=639.36斤),如此庞大的电池数量需要一个优秀的电池管理系统,特斯拉MODEL S做到了。管理系统会考虑各种综合因素,最终达到增加续航里程、延长使用寿命的目的。特斯拉MODEL S 85一共有16块电池组,每一节电池上都有一根很细的保险丝用来保护整个电池组。当单节电池出现温度过高之类的异常现象时,保险丝会自动熔断,以达到保护整个电池组的目的。
对于极冷环境智能保护:在启动之初限制最大放电电流上限,使得加速性能会降低一些。车辆会限制能量回收电流(极限情况为能量回收电流为0),使得车辆滑行距离过长对行车安全不利且会增大制动器负担。随着车辆的行驶的时间增长,以上保护都会渐进式恢复到正常状态。
对于极热环境智能控制:在持续大电流放电,激烈行驶一段时间后,系统会因电池箱温度升高而限制最大放电电流上限,随着剧烈程度的增加限值也会增加。
分布位置安全欠佳:特斯拉电池的布置空间选择上有不妥之处,从车辆的侧碰安全角度看,电池在整车中的布置位置应该考虑为侧碰预留必要的碰撞溃缩空间(一般的车身地板边梁以内100-150mm空间),特斯拉的预留显然不足。因此可以说,底盘防护的薄弱是特斯拉MODEL S最大的不幸。国外最早一个起火的特斯拉,就是被来自路面的物体从下部撞进底盘造成的。