據(jù)特斯拉首席技術(shù)官JB Straubel表述:從Roadster到Model S”轉(zhuǎn)型”的四年時(shí)間,電池組成本已經(jīng)下降了約44%,并且仍然會繼續(xù)下降。松下曾在2010年向特斯拉投資3000萬美元,成為其股東之一。并且于2011年達(dá)成戰(zhàn)略協(xié)議,將負(fù)責(zé)特斯拉今后5年全部車輛的電池供應(yīng)。按照特斯拉目前預(yù)計(jì)每年2萬輛的產(chǎn)量,松下18650將裝配在超過8萬臺Model S上。
6831節(jié)鋰電池的神奇重組
18650存在安全風(fēng)險(xiǎn)是不爭的事實(shí),特斯拉如何”搞定”這一硬傷?秘密武器在于其電池管理系統(tǒng),給出的解決方案是將6831節(jié)2安時(shí)左右的松下18650封裝電池通過串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合在一起。
Tesla Roadster電動跑車動力系統(tǒng)
要驅(qū)動一輛電動車,需要大量的18650電池,Tesla Roadster的電池系統(tǒng)包含6831節(jié)小電池,而Tesla Model S更是高達(dá)8000節(jié),如何排列組裝這些數(shù)量眾多的小電池尤為重要。
這時(shí)候,特斯拉創(chuàng)始人之一Marc Tarpenning以往的經(jīng)驗(yàn)派上了用場。他曾是這個(gè)領(lǐng)域的專家并成功出售過一家公司。他把網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域用程序控制成百上萬臺服務(wù)器的模式搬到了特斯拉電池系統(tǒng)控制領(lǐng)域,通過一年的DOE(design of experiment,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)),用分層次管理的辦法成功控制了這6831節(jié)小電池以及電壓和溫度:
69個(gè)18650電池被并聯(lián)封裝成一個(gè)電池磚;
99個(gè)電池磚串聯(lián)成一個(gè)電池片;
11個(gè)電池片組成一個(gè)電池包,總計(jì)6831節(jié)。
僅僅有這些層次還不夠,對于每一個(gè)層次都要進(jìn)行監(jiān)控,于是他們在每個(gè)電池單元、每個(gè)電池磚、每個(gè)電池片的兩端均設(shè)置有保險(xiǎn)絲,一旦電池過熱或者電流過大則立刻融斷,斷開輸出。
僅僅有保險(xiǎn)絲還是不夠,于是:
在每個(gè)電池片上,均設(shè)置有BMB (Battery Monitor board)即電池監(jiān)控板,用以監(jiān)控每個(gè)電池磚的電壓,溫度以及整個(gè)電池片的輸出電壓。
在整個(gè)電池包上,設(shè)置有BSM(Battery System Monitor),用以監(jiān)控整個(gè)電池包的工作環(huán)境。包括電池包的電流,電壓,溫度,濕度,方位,煙霧等。
在整車層面,設(shè)置有VSM (Vehicle SystemMonitor),用以監(jiān)控BSM。
這樣一套電池控制系統(tǒng)成為Tesla的技術(shù)核心,當(dāng)特斯拉剛剛公布這套造價(jià)高昂的系統(tǒng)時(shí)(傳言高于20000美金),很多業(yè)內(nèi)人士不約而同地對其唱衰,認(rèn)為將7000個(gè)電池放在汽車?yán)锏男袨槭强尚Φ摹5聦?shí)卻給予他們有力的回應(yīng),雪佛蘭Volt起火、Fisker Karma車型更是一年內(nèi)發(fā)生三次自燃事件,而反觀特斯拉,不論是Roadster還是Tesla Model S都從未發(fā)生過起火自燃事件。