Tesla Model S 電池板拆解:7000多節18650電池

時尚的外形、百公里加速3.2秒、續航440公里,
這些都是 Tesla Model S作為一款純電動汽車所展示給人們的數據。

Model S之所以能夠擁有不遜於傳統燃油車的性能表現,
除了電動機技術之外,還要得益於 Tesla 先進的電池技術。

那麼, Tesla 到底在電動車最核心技術之一的電池組研發方面有何獨特建樹呢?

據介紹,Model S的電池板總重高達900公斤,
被放置在駕駛艙正下方的底盤當中,
在為電動機提供能量的同時,也起到了穩定車輛重心的作用。

近日,國外牛人就將一輛Model S的電池板給拆開了,一探究竟。
註:下面的拆解圖解由太平洋汽車網製作


電池外觀
國外牛人直接給我們展示電池組。
電池組安放前後軸之間的底盤位置,其重量可達900公斤。
因此造成底盤重心較低,非常利於車輛的高速穩定性。電池組幾乎佔據車輛底盤的全部,
但電池組並沒有作為承受力的主體,電池組有加強筋和受力框架保護,大大減低碰撞時的爆炸危險。


電池組整體有標明其身份的銘牌,其中標明了其容量為85kWh,400V直流電,
簡單來說電池可以裝85度電,可供一個普通家庭使用一個月




拆解電池板及連接細節
電池組表面不僅有塑料膜保護著,而且塑料膜下面還有防火材料的護板。護板下面才是電池組。護板通過螺栓與電池組框架連接,並且連接處充滿了密封粘合劑。外觀來看電池組保護的不錯。


Tesla Model S電池組板看似非常高大上。其電池組板由16組電池組串聯而成,並且每組電池組由444節鋰電池,每74節並聯形成。因此 Tesla Model S電池組板由7104節18650鋰電池組成


總保險絲位於電池版的前端,並且有外殼保護以防受到撞擊。
其採用德國Bussmann巴斯曼,額定工作電流為630A,額定電壓為690V,分斷電流700-200kA,
在全球化趨勢下該保險絲在印度製造。市場價格在600元左右。



電池板中的16塊電池組均衡平鋪在殼體上,整體結構緊湊,平鋪有利於散熱。
每一組電池組由六組單體電池包串聯而成,但單體電池包的佈置並沒有採用均衡佈置,
而是採用不規則的結果,猜測是為了方便電池組內的散熱管路佈置。


測量了整個電池板的電壓為313.8V,單體電池組電壓為196.3V。
顯然這塊電池並沒有達到額定的輸出電壓,可能電池電量並不充足所導致。


電池組內每一節電池都有保險絲鏈接著,以防單節電池過熱危及整體電池過熱,
並且每節電池保險絲銲接非常精美。電池組中央有線連接到電池控制模塊,
這些線用來檢測電池組的電壓,從而保證電池組正常工作。


電池組整體由透明塑料殼包裹住,兩側有金屬散熱護板包圍。
電池厚度比腳掌稍稍厚些,屬於扁長型電池組,從而導致車輛重心可大大降低。總體電池組保護的相當不錯。


18650鋰電池即普通筆記本電腦的鋰電池,眾多18650鋰電池組成單體電池包,
再由電池包組成電池組,並由16組電池組構成電池板。
看似簡單,但實際需要解決很多連接和散熱的問題。


每一組電池組都由一條2/0主線串聯起來,
主線位於電池板中央,並且有護板覆蓋著,較為隱蔽。
2/0主線彙集電流後將連接到輸出端的接觸器。接觸器採用泰科電子專門為 Tesla 生產的部件。


電池板中央有一條2/0主線,每組電池組都通過該主線串聯輸出電流,因此2/0主線尤其重要。
Tesla 採用美國Champlain的專門為電動車生產的線纜,其最高可承受600V電壓,
並且可在-70°-150°之間工作。2/0主線保護的相當不錯,不僅有護板保護,而且還有防火材料包裹。
這一點可猜測其工作時有可能產生高溫。



電池熱管理系統拆解
電池板內除了電池組外,最多都是「冷卻液」管路。每組電池都需要通入一定量的「冷卻液」。
雖然「冷卻液」並沒有泵驅動主動流動,
但整個電池板所有管路都是相通的,「冷卻液」可熱脹冷縮進行一定範圍流動。


「冷卻液」呈綠色,由50%的水和50%的乙二醇混合而成。
「冷卻液」配合著鋁管使用主要是為了保持電池溫度的均衡,防止電池局部溫度過高導致電池性能下降。
Tesla 的電池熱管理系統可將電池組之間的溫度控制在±2℃。

控制好電池板的溫度可延長電池的使用壽命。



電池管理系統
電池管理系統(Battery Management System 簡稱BMS)是對電池組進行
安全監控及有效管理、提高蓄電池使用效率的裝置。
對電動車而言,通過該系統對電池組充放電的有效控制,可達到增加續航里程、延長使用壽命、
降低運行成本的目的,並保證電池組應用的安全和可靠性。


電池管理系統主要功能包括數據採集、電池狀態計算、能量管理、熱管理、安全管理、均衡控制和通信功能等。
從電路圖上可看到,電池管理系統為 Tesla 自行研發,擁有高度的知識產權的核心技術。
該系統能自行處理充放電以及發熱問題。相信國內廠商較難山寨出來。




總結
這次國外牛人自行拆解 Tesla Model S讓我們瞭解更多細節。18650的數量決定於電池板的總容量;
鋁管與「冷卻液」配合使得電池發熱更加均衡;還有電池管理系統BMS複雜的處理使得電池完美充放電。
總得來說,Model S電池保護的相當不錯,內部結構設計得恰當好,電池管理系統也相當細緻。

18650真係屈機

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小喇叭,全部都係18650,都唔係咩高科技,點解部車要賣咁貴?

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核心難題是近萬粒鋰電的質量控制
一粒有問題短路自燃就死得

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小喇叭,全部都係18650,都唔係咩高科技,點解部車要賣咁貴?
fkjohnny 發表於 2015-3-26 16:35

咁你自己砌部出黎囉

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回覆 3# fkjohnny


    淘寶有d My Car等級嘅老人車, 行水電可以行100公里, 都係三四萬人仔
玩埋油電的話, 續航拍得住Tesla

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叉電要叉幾耐?日日揸日日叉會唔會一年半載D 18650開始有問題

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咁就己經無得比.....行油電Prius己經無敵了
DUP 發表於 2015-3-26 18:21



    Prius唔係油電
Top Gear嘅Geoff Mk.2或者Borismaster先係

Prius部車頭有帶落波箱再落轆
油電係講緊車頭只用作發電, 唔會同車轆有直接接觸

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小喇叭,全部都係18650,都唔係咩高科技,點解部車要賣咁貴?
fkjohnny 發表於 2015-3-26 16:35


因為佢保養八年,呢八年内淨係比錢換break皮同呔就得,重有好多車場有免費叉電,計落買部最平嘅揸八年都唔太貴!

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