车用动力电池成为新能源汽车最重要的技术环节。特斯拉汽车到目前为止一直采用松下电池,主要经历了以下三个阶段:①Roadster主要采用钴酸锂18650电池;②Model S采用镍钴铝18650电池,核心是提高了循环寿命;③Model3采用镍钴铝20700电池,同时采用硅碳负极。待超级电池工厂大规模量产后,单体能量密度可达343W·h/kg,电芯容量可达6.2A·h,相对于以前18650电池的3.1A·h容量,整整提高了一倍。
特斯拉不同车型的电池类型
资料来源:特斯拉官网,第一电动网。
从Model S之后,特斯拉一直钟情能量密度最高的镍钴铝(NCA)电池,全球范围大规模使用NCA整车企业仅有特斯拉。超长续驶里程(335km、60kW·h版本和426km、85kW·h版本依靠的就是其NCA电池的高容量。与其他电动汽车将单节锂电池的容量做大的主流技术思路相比,特斯拉采用技术成熟度高的小型单体电池,其电池管理系统(Battery Management System,即BMS)则采用电池组分层次管理的方式。这种技术思路的优势在于成本低、安全性能高;同时,由于单体电池数量多,对电池管理系统的要求也随之提高。(www.daowen.com)
特斯拉与主流技术思路的对比
值得一提的是,关于特斯拉开创性的电源管理系统(单电池电压、电流独立监测控制,电池系统的温度管理系统),特斯拉自主研发单体电荷平衡系统,可有效排除故障单体,保证整车安全性能。在电池包设计方面,特斯拉热管理方案出类拔萃。特斯拉汽车电池组中的每一个电池单体都连接着一个热敏电阻以及一系列的光导纤维。当某个电池的单体温度超过安全标准时,信号通过传导即可启动电池冷凝系统,保证电池的安全性能。而当汽车发生剧烈碰撞时,电池组与电机的能量传输路径将被立即阻断,电池组外保护层将保护电池组免受碰撞影响,从而避免发生剧烈爆炸[6]。
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