续航竟440公里！拆解特斯拉锂电池.pdf

续航竟440 公里！拆解特斯拉锂电池 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 “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。 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