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特斯拉憑什么能將鈷酸鋰電池應用于汽車?

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時間:1900/1/1 0:00:00

作為電動汽車的核心部件之一,特斯拉的電池一直受到嘲笑和批評。即使在銷量爆發式增長之后,許多行業專家仍稱其為“電池技術陳舊”和“沒有核心競爭力”。原因是特斯拉是唯一一家使用18650鈷鋰離子電池的公司,該電池已被用于ric汽車,需要大量18650個電池。特斯拉跑車的電池系統包含6831個小型電池,而特斯拉Model s則多達8000個。如何安排和組裝這些大量的小型電池尤為重要。

此時,特斯拉的創始人之一Marc Tarpenning利用了他過去的經驗。他曾經是這一領域的專家,并成功地賣掉了一家公司。他將網絡控制領域數百萬臺服務器的編程模式轉移到了特斯拉電池系統控制領域。經過一年的DOE(實驗設計),他通過分級管理成功控制了這6831個小型電池、電壓和溫度:

69個18650個電池并聯封裝,形成電池磚;

99個電池磚被串聯連接以形成電池片;

11個電池組成一個電池組,共有6831個電池。

僅僅有這些級別是不夠的,所以有必要監控每個級別,所以他們在每個電池單元、每個電池磚和每個電池片的兩端都設置了保險絲,一旦電池過熱或電流過大,它就會融化并立即斷開輸出。

僅僅有一個保險絲是不夠的,所以:

在每個電池上,設置BMB(電池監測板)來監測每個電池磚的電壓和溫度以及整個電池的輸出電壓。

在整個電池組上,BSM(電池系統監視器)被設置為監視整個電池組的工作環境。包括電池組的電流、電壓、溫度、濕度、方向、煙霧等。

在車輛級別,VSM(車輛系統監視器)設置為監視BSM。

這樣的電池控制系統已經成為特斯拉的技術核心。當特斯拉剛剛宣布這一昂貴的系統(據傳售價超過2萬美元)時,許多業內人士都對其提出了批評,并認為在車內安裝7000個電池是荒謬的。然而,事實給了他們強烈的回應。雪佛蘭Volt起火,Fisker Karma車型在一年內發生了三起自燃事件。另一方面,特斯拉、Roadster和特斯拉Model S都沒有發生任何自燃事件。

特斯拉Model S電池板與框架一體化設計

特斯拉與豐田、戴姆勒等制造商在電動汽車領域進行了合作,包括為smart、梅賽德斯-奔馳A級和梅賽德斯-奔馳B級的電動版本提供電池動力,并為豐田RAV4電動汽車提供電池組和電機。目前,戴姆勒持有特斯拉4.3%的股份,豐田也持有特斯拉2.9%的股份。然而,由于特斯拉正式投入市場的時間短、產品數量少,理論上完善的特斯拉電池系統仍需繼續面臨實際測試。作為電動汽車的核心部件之一,特斯拉的電池一直受到嘲笑和批評。即使在銷量爆發式增長之后,許多行業專家仍稱其為“電池技術陳舊”和“沒有核心競爭力”。原因是特斯拉是唯一一家使用18650鈷鋰離子電池的公司,該電池已被用于la的電池技術總監曾表示:特斯拉最初也在市場上嘗試了300多種電池,包括平板電池和方形電池,最終選擇了松下的18650電池。一方面,18650電池具有更大的能量密度和更好的穩定性和一致性。另一方面,18650可以有效地降低電池系統的成本。此外,盡管每個電池單元的尺寸較小,但每個電池單元中的能量可以控制在較小的范圍內,并且與使用大尺寸電池單元的情況相比,即使電池組的電池單元發生故障,也可以減少由故障引起的影響。此外,全球每年生產數十億18650個電池,安全水平不斷提高。

松下官網顯示,NCR18650型鋰電池是一款高容量電池,標稱電壓為3.6V,標稱最小容量為2750mah,重量為45.5g。此外,特斯拉第二代model s使用的18650比之前的Roadster高出30%。

特斯拉首席技術官JB Straubel表示,從Roadster到Model S的四年里,電池組的成本下降了約44%,并將繼續下降。2010年,松下向特斯拉投資3000萬美元,并成為其股東之一。并在2011年達成了一項戰略協議,該協議將負責未來五年所有特斯拉汽車的電池供應。根據特斯拉目前每年2萬輛的估計產量,松下18650將在8萬多輛Model s上組裝。

6831鋰電池的神奇重組

18650年存在安全風險,這是不爭的事實。特斯拉是如何“修復”這一嚴重損傷的?秘密武器在于它的電池管理系統。給出的解決方案是將松下18650封裝電池與6831節和2安培小時串聯和并聯組合。

特斯拉跑車電動跑車的動力系統

要駕駛電動汽車,需要大量18650節電池。特斯拉跑車的電池系統包含6831個小型電池,而特斯拉Model s則多達8000個。如何安排和組裝這些大量的小型電池尤為重要。

此時,特斯拉的創始人之一Marc Tarpenning利用了他過去的經驗。他曾經是這一領域的專家,并成功地賣掉了一家公司。他將網絡控制領域數百萬臺服務器的編程模式轉移到了特斯拉電池系統控制領域。經過一年的DOE(實驗設計),他通過分級管理成功控制了這6831個小型電池、電壓和溫度:

69個18650個電池并聯封裝,形成電池磚;

99個電池磚被串聯連接以形成電池片;

11個電池組成一個電池組,共有6831個電池。

僅僅有這些級別是不夠的,所以有必要監控每個級別,所以他們在每個電池單元、每個電池磚和每個電池片的兩端都設置了保險絲,一旦電池過熱或電流過大,它就會融化并立即斷開輸出。

僅僅有一個保險絲是不夠的,所以:

在每個電池上,設置BMB(電池監測板)來監測每個電池磚的電壓和溫度以及整個電池的輸出電壓。

在整個電池組上,BSM(電池系統監視器)被設置為監視整個電池組的工作環境。包括電池組的電流、電壓、溫度、濕度、方向、煙霧等。

在車輛級別,VSM(車輛系統監視器)設置為監視BSM。

這樣的電池控制系統已經成為特斯拉的技術核心。當特斯拉剛剛宣布這一昂貴的系統(據傳售價超過2萬美元)時,許多業內人士都對其提出了批評,并認為在車內安裝7000個電池是荒謬的。然而,事實給了他們強烈的回應。雪佛蘭Volt起火,Fisker Karma車型在一年內發生了三起自燃事件。另一方面,特斯拉、Roadster和特斯拉Model S都沒有發生任何自燃事件。

特斯拉Model S電池板與框架一體化設計

特斯拉與豐田、戴姆勒等制造商在電動汽車領域進行了合作,包括為smart、梅賽德斯-奔馳A級和梅賽德斯-奔馳B級的電動版本提供電池動力,并為豐田RAV4電動汽車提供電池組和電機。目前,戴姆勒持有特斯拉4.3%的股份,豐田也持有特斯拉2.9%的股份。然而,由于特斯拉正式投入市場的時間短、產品數量少,理論上完善的特斯拉電池系統仍需繼續面臨實際測試。

標簽:特斯拉Model S豐田奔馳比亞迪

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