特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析(苍松书屋)
特斯拉电动车电池管理系统优化研究

特斯拉电动车电池管理系统优化研究近年来,随着环保意识的加强以及科技发展的日益成熟,电动汽车逐渐成为市场上的热门产品。
而电动车的技术核心就是电池,因为其决定了电动车的驱动系统和续航能力。
而特斯拉电动车由于其在电池技术上的领先地位而备受瞩目。
但是,电池温度、容量损失和寿命等问题一直是电动车行业需要解决的难题。
在这个背景下,特斯拉电动车电池管理系统的优化研究变得愈加重要。
一、电池管理系统的含义电池管理系统,即Battery Management System(BMS),是指对电池进行监控和控制的系统。
它包括对电池的电压、电流、温度等参数进行实时监测,通过控制电池的充电和放电过程,实现电池的最佳工作状态和延长电池寿命。
在电动车领域,电池管理系统被认为是决定电池性能和寿命的最重要技术。
二、特斯拉电池管理系统的优势特斯拉电动车采用的是锂离子电池,与传统的镍氢电池相比,锂离子电池有着更高的能量密度和更长的使用寿命,是当今电动车最为流行的电池种类之一。
而特斯拉电池管理系统的设计,是其独特优势的来源。
(一)电池均衡性电池均衡性指的是电池充电状态和电池数目不同时,各个电池之间的电量能够保持相对均衡。
对于任何一组串联的电池而言,它们之间的电压差别都可能会导致电能在各个电池之间不平衡分配,从而降低电池组总体能量输出。
但是,特斯拉电池管理系统能够通过对电池组中每个电池的充电量进行监测和控制,实现对电池组进行动态均衡,保持电池组每个电池的充电状态基本一致。
(二)电池温度管理锂离子电池生成气体和泄漏火灾的风险很低,但是在高温或极端条件下使用锂离子电池会导致电池爆炸和火灾。
因此,控制电池的温度是必要的。
特斯拉电池管理系统采用了主动液冷技术,对电池组进行温度监测和控制,改善电池的寿命。
系统会自动开启或关闭冷却系统,确保电池组在适宜的温度背景下运作,以最大程度减少电池寿命和能量损失。
(三)电池自愈合技术电池自愈合技术是指当电池中有部分电芯损坏后,其他电芯能够自动弥补损失,仍然保持着电池组的正常工作状态。
特斯拉电动车的智能充电管理系统优化充电效率

特斯拉电动车的智能充电管理系统优化充电效率随着电动车市场的不断发展壮大,特斯拉电动车凭借其先进的技术和创新的理念,成为了全球范围内最受欢迎的电动车品牌之一。
特斯拉电动车的智能充电管理系统是其成功的关键之一,能够有效提高充电效率并提供良好的用户体验。
本文将重点探讨特斯拉电动车智能充电管理系统的优化,以进一步提高充电效率。
一、智能充电系统的工作原理特斯拉电动车的智能充电系统采用了先进的技术和算法,能够根据电池状态、充电需求以及电网供电情况等因素进行智能管理。
首先,系统会通过车辆上的传感器实时监测电池的温度、电量等信息,并将这些数据发送给智能充电器。
智能充电器会根据电池的实际情况和用户的需求,制定最佳的充电策略,以提高充电效率。
二、充电管理系统的优化方案为了优化特斯拉电动车的充电效率,特斯拉公司提出了以下几项优化方案:1. 充电桩分布策略优化特斯拉通过对充电桩分布的优化,可以更好地满足用户的充电需求。
根据用户的地理位置和用车习惯,特斯拉可以在合适的地区增加充电桩的数量,以便更方便用户进行充电。
此外,特斯拉还通过与合作伙伴合作,在商业区域和高速公路等重要地点布置充电桩,以满足用户长途出行的充电需求。
2. 充电速度的优化特斯拉电动车的智能充电管理系统能够根据电池的状态和充电需求,自动调整充电速度。
当电池电量较低时,系统会以较高的功率充电,以快速恢复电池的电量。
当电池接近充满时,系统会自动降低充电功率,以避免充电过程过程中的能量浪费。
这种智能调节充电速度的方式,不仅提高了充电效率,还延长了电池的使用寿命。
3. 充电网络的优化特斯拉电动车的智能充电管理系统通过与电网的连接,能够准确地获取电网的供电情况,以最佳的方式进行充电。
当电网供电充足时,系统会自动选择高功率充电,以加快充电速度。
当电网供电不足时,系统会自动调整充电策略,以减少对电网的影响,以及降低用电成本。
4. 用户充电需求的预测与管理特斯拉电动车的智能充电管理系统通过对用户的充电需求进行分析和预测,能够合理安排充电计划,以提高充电效率。
被拆解了无数遍的特斯拉,电池管理系统到底哪里比别人牛?

被拆解了无数遍的特斯拉,电池管理系统到底哪里比别人牛?自从Model S上市以来,似乎已经被拆解无数遍了,这也从一个侧面印证了特斯拉(Tesla)在电动汽车市场初期的标杆地位。
一、动力总成构成:Model S动力总成主要分为这几部分:动力电池系统ESS、交流感应电机Drive Unit、车载充电机Charger、高压配电盒HV Junction Box、加热器PTC heater、空调压缩机A/C compressor和直流转换器DCDC。
Model S采用三相交流感应电机,并且将电机控制器、电机、以及传动箱集成与一体。
尤其是将电机控制器也封装成圆柱形,与电机互相对应,看上去像是双电机。
从设计上来看集成度高、对称美观。
中间的传动箱采用了固定速比(9.73:1)方案。
85KWh版本电机峰值功率270KW,扭矩440Nm。
充电系统支持三种充电方式:1.超级充电桩DC快充超级充电桩可直接输出120KW对ESS进行充电,一个小时以内能充满。
2.高功率壁挂充电在后排座椅下面有两个车载充电器,一主一从。
主充电器属于默认开放使用,功率10KW,差不多8小时能充满。
slave充电器的硬件虽然已经安装在车上了,但需要额外支付1.8万才能激活,可使充电能力翻倍。
这种硬件早已配置好,之后通过license收费的方式和IBM的服务器如出一辙。
目前Tesla已经把这个策略用在了动力电池上,60版本上实际装了70多度电,预留的那部分容量刚好避免满充满放,有助于延长电池寿命,因此入手低配版也是一个有性价比的选择。
3.220V家用插座充电充电功率3kw左右,充满电大概30个小时。
把充电器放在车上,即使到了完全没有充电基础设施的地方也能利用普通家用插头充上电。
热管理部分有意思的地方在于Model S用一个四通转换阀实现了冷却系统的串并联切换。
其目的我分析主要是根据工况选择最优热管理方式。
当电池在低温状态下需要加热时,电机冷却回路与电池冷却回路串联,从而使电机为电池加热。
动力电池管理系统的核心功能解析

动力电池管理系统的核心功能解析
动力电池管理系统(BMS)是电动汽车关键的部件之一,其核心功能不仅仅是监控电池的状态,更是保障电池的安全可靠运行。
本文将深入解析动力电池管理系统的核心功能,带您了解其重要作用。
1.电池状态监测与均衡
动力电池管理系统通过监测电池的电压、温度、电流等参数,实时掌握电池状态,确保电池工作在安全范围内,并通过均衡功能,调节各单体电池的充放电状态,延长电池的使用寿命。
2.温度管理与热散热
BMS会根据电池温度情况实施热管理策略,包括控制散热风扇、启动
冷却循环等方式,保持电池处于适宜的工作温度范围,提高电池效率和安全性。
3.充放电控制与保护
BMS负责控制电池的充放电过程,确保充电过程稳定、快速,避免过
充过放,同时实施过压、过流、短路等多重保护措施,保障电池和整车安全。
4.能量管理与效率优化
通过对电池能量的管理和优化,BMS可以提高整车的续航里程和系统
效率,根据行驶需求智能调节能量输出,实现最佳动力输出效果。
5.故障诊断与预警
动力电池管理系统能够自动诊断和识别电池故障,及时发出预警信息,并提供准确的故障诊断报告,帮助维修人员快速定位并修复问题,确保车辆安全可靠运行。
动力电池管理系统作为电动汽车的“大脑”,承担着电池安全、寿命和性能的重要保障责任。
各项核心功能的协同作用,使BMS在电动汽车行业扮演着至关重要的角色,为用户提供更安全、可靠、高效的驾驶体验。
希望通过本文对动力电池管理系统的核心功能解析,让读者更深入了解BMS的作用及重要性,为推动电动汽车技术发展和普及贡献一份力量。
一文带你看懂新能源汽车电池管理系统

一文带你看懂新能源汽车电池管理系统2012年6月,特斯拉电动汽车ModelS正式上市,续驶里程为483km。
这是世界第一款真正实用的长续驶里程纯电动汽车,给人们带来了对纯电动汽车的巨大信心,鼓励更多的高性能电动汽车不断推出。
Model S实现长续驶里程的最核心技术,应是特斯拉创新设计的电池管理系统(Battery Management System, BMS)。
一辆电动汽车的动力蓄电池由成百上千块电芯(也称单体电池)组成,比如特斯拉Model S的电池组就由7000多块电芯组成。
尽管电池制造工艺已经让各个电芯之间的差异化缩小,但是电芯之间仍然存在内阻、容量、电压等差异,使用中容易出现散热不均或过度充放电等现象。
时间一长,就很可能导致电池损坏甚至爆炸的危险。
因此,必须为动力蓄电池配备一套具有针对性的电池管理系统,像管家那样照料电池,保证电池处于正常工作状态。
一、蓄电池管理系统的组成蓄电池管理系统在硬件上可以分为主控模块和从控模块两大部分。
蓄电池管理系统主要由数据采集单元(采集模块)、中央处理单元(主控模块)、显示单元、均衡单元检测模块(电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测)、控制部件(熔断器、继电器)等组成。
中央处理单元由高压控制电路、主控板等组成;数据采集单元由温度采集模块、电压采集模块等组成,它们一般采用CAN总线技术实现相互间的信息通信。
1.主控模块主控盒。
主控盒是动力蓄电池管理系统的控制中心,用来控制总正继电器、加热继电器以及预充继电器,还通过CAN总线与VCU进行通信。
下图为特斯拉model 3主控盒电路板。
2.从控模块从控盒。
从控盒用来分别采集左右动力蓄电池组的蓄电池单体电压和动力蓄电池模组温度,然后通过CAN总线将信息输送给主控盒。
下图为特斯拉model 3从控盒电路板。
二、蓄电池管理系统的分类随着对于磷酸铁锂动力蓄电池一致性较差、三元锂热失控风险更大的问题暂时还不能完全解决,动力电池厂商的工程师们,除了在动力电池包结构上改进,工艺和散热要求提高之外,对BMS 的功能也提出了新的要求。
特斯拉电池管理系统技术分析

特斯拉电池管理系统技术分析特斯拉(Tesla),是一家美国电动车及能源公司,产销电动车、太阳能板、及储能设备。
特斯拉Model S车内没有存储介质,包括上网、音乐、导航在内的所有多媒体应用都通过网络来完成,所以一张联通3G上网卡成为了核心中的核心。
特斯拉公司为每一部Model S提供了4年免流量服务。
在应用模块内,特斯拉可通过网络下载来增添新功能。
但目前可用的应用只有多媒体、摄像头、电话这几项。
据特斯拉销售人员透露,前来咨询的顾客们提供了很多增值服务的新思路,比如车内的上网卡能否转化为移动热点,供其他设备上网使用。
又或者能否增添网络插件功能,让Model S的云应用更丰富些。
不过特斯拉官方还没有这方面的考虑,也就是说在云应用开发上,暂时还没有能对外公布的新项目。
值得注意的是,由于特斯拉各种云应用均依赖联通上网卡完成,所以在网络信号不佳的地方,很多功能会用不了,比如最常用的听歌和导航。
所以,特斯拉让我们看到了未来云汽车的一种模样,却未必是唯一一种。
特斯拉的电池系统电池系统是电动车的动力来源,是整个产业链中最核心的系统成分。
以特斯拉ModelS为例,其电池系统(锂电池+电池管理系统)成本占比为56%,而传统的轿车发动机占比大约只有15%-25%。
到了2016年,电池系统的成本占比有所下降,且成本结构也有所变化,单体电池的成本占到了83%,电池管理系统的成本占比约为13%,剩余4%为电池冷却系统。
通过对特斯拉电池系统的构成以及特斯拉配套充电设施进行详尽的梳理,我们可以对特斯拉的电池产业链有一个直观、深入的认识,对于其它新能源汽车也可以起到触类旁通的作用。
目前电池系统的成本是制约特斯拉及其它新能源汽车发展最主要的因素之一,了解了电池系统就相当于拥有了解开新能源汽车产业的钥匙。
电动车要想具备实用性,就必须考量它一次充电后的续航性及其充电的便捷性,要了解这。
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析范文
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析1. Tesla当前推出了两款电动汽车,Roadster和Model S,当前我收集到的Roadster的资料较多,因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。
2. 电池管理系统(Battery Management System, BMS)的主要任务是保证电池组工作在安全区间内,提供车辆控制所需的必须信息,在出现异常时及时响应处理,并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。
我的主要研究方向是电池的热管理系统,因此本回答分析的是电池热管理系统(Battery Thermal Management System, BTMS).1. 热管理系统的重要性电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。
首先,锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。
温度较低时,电池的可用容量将迅速发生衰减,在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电,则可能引发瞬间的电压过充现象,造成内部析锂并进而引发短路。
其次,锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。
生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热,并进而引起连锁放热反应,最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件,威胁到车辆驾乘人员的生命安全。
另外,锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。
电池的适宜温度约在10~30°C之间,过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。
动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小,电池内部热量不易散出,更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题,从而进一步加速电池衰减,缩短电池寿命,增加用户的总拥有成本。
电池热管理系统是应对电池的热相关问题,保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。
特斯拉Model_S驱动系统的结构与工作原理解析(三)
512024/02·汽车维修与保养栏目编辑:高中伟******************图16 特斯拉Model S变频器母排正面结构图18 特斯拉Model S变频器母排背面结构图19 IGBT模块图20 特斯拉Model S变频器的IGBT图17 特斯拉Model S变频器其中一相的IGBT功率驱动板结构文/广东 蔡元兵特斯拉Model S驱动系统的结构(接上期)2.特斯拉Model S变频器母排正面结构母排整体嵌件注塑在金属框架紧固为一个总成,扣合进三相功率总成内,集成度相当高。
母线排每侧输出端都连接了3块小的PCB板,是每相的IGBT功率驱动电路板,每块板完全相同,一共3块。
每块PCB 小板上都有两根黄色的铜排线,是将输入的高压电连接到每相的功率板,也就是每相功率板的直流高压输入侧。
图16所示为特斯拉Model S变频器母排正面结构。
3.特斯拉Model S变频率IGBT功率驱动板特斯拉Model S的IGBT功率驱动板一共有3个,每个铝制功率板上配1个IGBT 功率驱动板。
IGBT功率驱动电路的作用主要是将单片机脉冲输出的功率进行放大,以达到驱动IGBT功率器件的目的。
在保证IGBT器件可靠、稳定、安全工作的前提下,IGBT功率驱动电路起到至关重要的作用。
也就是把控制器输出的电平信号,变换成能够可靠驱动IGBT的信号,中间还会有一些隔离、保护的作用。
图17所示为特斯拉Model S变频器其中一相的IGBT功率驱动板结构。
IGBT对驱动电路的要求如下。
(1)提供适当的正反向电压,使IGBT 能可靠地开通和关断。
当正偏压增大时IGBT通态压降和开通损耗均下降,但若UGE过大,则负载短路时其IC随UGE 增大而增大,对其安全不利,使用中选UGEV=15V为好。
负偏电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使IGBT误导通,一般选UGE=-5V为宜。
(2)IGBT的开关时间应综合考虑。
快速开通和关断有利于提高工作频率,减小开关损耗。
特斯拉电池系统分析报告
特斯拉电池系统分析报告(此文档为word格式,可任意修改编辑!)2017年8月正文目录1. 特斯拉公司简介 (4)2. 特斯拉的电池系统 (6)3. 电池及电池板的构造 (9)4. 电池管理系统 (13)5. 电池冷却系统 (14)6. 配套充电设施 (16)7. 电池充电管理技术 (23)8. 相关建议 (24)9. 风险提示 (25)图表目录图1 特斯拉Model 3 (5)图2 特斯拉Model S (5)图3 2014年特斯拉Model S 成本结构 (7)图4 特斯拉Model S 动力电池系统成本结构 (7)图5特斯拉Model S各电池型号续航里程及马力 (8)图6 Model 3与Model S的对比 (9)图7 小型单体电池与大型单体电池的比较 (10)图8 Tesla Model S 电池板(已拆开电池板顶盖) (11)图9 单个18650电池 (11)图10 防水透气阀 (12)图11 电池管理系统 (13)图12 电池温度冷却系统管道 (15)图13 电池“冷却液”管路通过每一节电池 (15)图14 家庭充电 (17)图15 家用充电桩 (17)图16 目的地充电 (18)图17 超级充电站 (18)图18特斯拉Model S各方式上充电预计时间 (19)图19 我国目前目的地充电站地图 (19)图20 全国超级充电站地图 (19)图21 超级充电桩与充电机 (21)图22 超级充电桩充电枪 (21)图23 特斯拉新国标充电配适器 (22)图24 第三方充电桩 (23)图25 特拉斯电池系统不同放电深度、循环寿命测量 (24)1. 特斯拉公司简介特斯拉(TESLA)成立于2003年,是一家从事纯电动车设计、制造和销售的公司,同时也为第三方提供储能系统的方案设计和生产服务。
公司在能量传输设计、整车设计、制造工艺和能量存储技术方面具有强大的核心竞争力。
2010年6月29日,特斯拉在纳斯达克上市。
特斯拉新能源汽车电池运作原理
特斯拉新能源汽车电池运作原理特斯拉汽车所采用的电池是锂离子电池,这种电池使用的是锂离子向阳极和阴极的移动来达到储能的效果。
锂离子电池的优势在于其高能量密度和长寿命,使得其最近成为电动汽车的首选。
电池结构特斯拉汽车所采用的电池是通过一系列电池模块组成的,每个模块都包含数百个锂离子电池。
电池的尺寸和形状独特,因为它们必须适应于特斯拉车辆的底盘结构。
电池模块通过金属接头和电线连接在一起,以形成一个高容量电池组,以提供车辆所需的能量。
每个模块还包含一个控制电路板,用于监测电池的状态和电量,并采取必要的措施来保护电池。
电池管理系统为了确保电池的长寿命和最大化手机电量,特斯拉汽车开发了电池管理系统(BMS)。
该系统能够监测电池健康状况、温度、电量等参数,并通过调整电池的充电和放电过程来保证其正常运作。
特斯拉汽车的电池管理系统还具有智能控制功能,它可以通过传感器实时监测车辆的驾驶状况、路况和环境影响等因素,并根据数据来优化车辆的能源利用效率。
充电和放电特斯拉汽车的电池可以在家里的110/220V电源下充电,也可以通过特斯拉的超级充电站进行快速充电。
充电的时候,电量会从充电器流入电池中,锂离子会向阳极和阴极移动。
放电的时候,电池会根据驾驶员的要求向电动机提供能量。
特斯拉车辆具有一系列驾驶模式,包括常规模式、跑车模式、越野模式等,这些模式能够通过车辆电平提供的能量来实现。
总结特斯拉汽车电池的工作原理是通过锂离子向阳极和阴极之间的移动来实现储能和释放能量。
每个电池模块都由数百个锂离子电池组成,并由电池管理系统负责监测和维护电池的正常运行。
这种高效、智能的电池储能系统,是特斯拉汽车成为领导者的原因之一。
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特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析
1. Tesla目前推出了两款电动汽车,Roadster和Model S,目前我收集到的Roadster 的资料较多,因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。
2. 电池管理系统(Battery Management System, BMS)的主要任务是保证电池组工作在安全区间内,提供车辆控制所需的必需信息,在出现异常时及时响应处理,并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。
我的主要研究方向是电池的热管理系统,因此本回答分析的是电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS).
1. 热管理系统的重要性
电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。
首先,锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。
温度较低时,电池的可用容量将迅速发生衰减,在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电,则可能引发瞬间的电压过充现象,造成内部析锂并进而引发短路。
其次,锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。
生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热,并进而引起连锁放热反应,最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件,威胁到车辆驾乘人员的生命安全。
另外,锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。
电池的适宜温度约在10~30°C之间,过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。
动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小,电池内部热量不易散出,更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题,从而进一步加速电池衰减,缩短电池寿命,增加用户的总拥有成本。
电池热管理系统是应对电池的热相关问题,保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。
热管理系统的主要功能包括:1)在电池温度较高时进行有效散热,防止产生热失控事故;2)在电池温度较低时进行预热,提升电池温度,确保低温下的充电、放电性能和安全性;3)减小电池组内的温度差异,抑制局部热区的形成,防止高温位置处电池过快衰减,降低电池组整体寿命。
2. Tesla Roadster的电池热管理系统
Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。
车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成,其中每69节并联为一组(brick),再将9组串联为一层(sheet),最后串联堆叠11层构成。
电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。
图 1.(a)是一层(sheet)内部的热管理系统。
冷却管道曲折布置在电池间,冷却液在管道内部流动,带走电池产生的热量。
图 1.(b)是冷却管道的结构示意图。
冷却管道内部被分成四个孔道,如图 1.(c)所示。
为了防止冷却液流动过程中温度逐渐升高,使末端散热能力不佳,热管理系统采用了双向流动的流场设计,冷却管道的两个端部既是进液口,也是出液口,如图 1(d)所示。
电池之间及电池和管道间填充电绝缘但导热性能良好的材料(如Stycast 2850/ct),作用是:1)将电池与散热管道间的接触形式从线接触转变为面接触;
2)有利于提高单体电池间的温度均一度;3)有利于提高电池包的整体热容,从而降低整体平均温度。
通过上述热管理系统,Roadster电池组内各单体电池的温度差异控制在±2°C内。
2013年6月的一份报告显示,在行驶10万英里后,Roadster电池组的容量仍能维持在初始容量的80%~85%,而且容量衰减只与行驶里程数明显相关,而与环境温度、车龄关系不明显。
上述结果的取得依赖电池热管理系统的有力支撑。
3. 其他电动汽车的热管理系统
3.1 日产LEAF的热管理系统
日产汽车公司的LEAF纯电动汽车采用了少见的被动式电池组热管理系统。
电池组由192节33.1 Ah的层叠式锂离子电池组成。
4节单体电池采用两并两串的连接形式组成模块,48个模块串联组成电池组。
电池组采用密封设计,外界不通风,内部也无液冷或空冷的热
管理系统,但寒冷地区有加热选件。
LEAF所采用的锂离子电池经过电极设计后降低了内部阻抗,减小了产热率,同时薄层(单体厚度7.1 mm)结构使电池内部热量不易产生积聚,因此可以不采用复杂的主动式热管理系统。
电池组的寿命保证期是8年或16万公里。
3.2 通用Volt的热管理系统
通用汽车公司的Volt插电式混合动力汽车使用了288节45 Ah的层叠式锂离子电池。
电池组的电气连接可等效为96片单体串联成组,3组并联。
热管理系统采用了液冷式设计方案,以50%水与50%乙二醇混合物为冷却介质。
单体电池间间隔布置了金属散热片(厚度为1 mm),散热片上刻有流道槽。
冷却液可在流道槽内流动带走热量。
在低温环境下,加热线圈可以加热冷却液使电池升温。
图2. Volt的热管理系统
Volt的电池组内的温度差可控制在2°C以内,有力地支持了8年的电池组寿命保证期。
4. Tesla Roadster相对于其他电动汽车在热管理上的特点
从上述分析可以看到,Tesla Roadster在热管理系统上远比其他电动汽车要复杂。
Tesla的电池组是由6831节单体容量较小的18650电池组成的,要保证这么多电池的温度差异不超过±2°C是一件非常困难的事情,但是Tesla做到了,这也凸显出Tesla在电池管理上的先进、独到之处。
但是,又有一个新问题出来了:既然LEAF和Volt采用大容量的层叠式锂离子电池匹配较简单的热管理系统也能实现设计目标,为什么Tesla还要采用18650电池和复杂的电池管理系统?
我认为有如下原因:
a. 18650电池的优点:18650电池已经广泛地应用在消费类电子产品中,生产厂商已经积累了大量的技术经验用于控制成本,提高性能(特别是安全性、一致性等)。
Tesla在选择电池厂商时,特别选择了那些积极投资于减少产品缺陷的企业。
b. Tesla的相对优势:在所有的电动汽车制造商中,Tesla是很神奇的一家。
它既不是电池生产商,也不是传统的汽车生产商,但它居然成功了。
中国的比亚迪是从电池起家,转而生产电动汽车;日本的日产是传统的汽车厂商,后来与NEC合作开发电池,进入电动汽车市场。
Tesla的技术优势在哪里?我认为电池管理系统绝对是其中很重要的一个部分。
在Tesla的技术团队中,偏向电子、电工方向的工程师应该是占多数的,因此开发电池管理系统难度远低于开发电池(偏向材料、化学)或者底盘(偏向机械)等。
在Tesla技术总监J B Straubel访谈中,他对“Tesla一直会绑定在18650电池上吗?你们会不会选用别的什么电池?”这个问题的回答是
相信我,在不久的将来我们会看到18650是最有说服力的。
我真的不知道为什么18650会引起那么多争议,没有人会在乎你油箱的形状和大小,但是在电动车上用什么形状和大小放入电化学能量却引起这么多的争议。
人们应该真正讨论的是里面放了什么样的化学物质,这些物质的性质决定了成本和性能。
目前我们的电池实际上是深度定制的,我们和松下一起做了大量的客户定制工作。
我们做的是汽车级的电池,按照汽车级的标准严酷测试,绝对不可能在任何笔记本上找到这种电池。
我们之所以使用18650这样形状和大小的电池主要是出于生产和成本效率方面的考虑,任何一种大电池都满足不了我们需要的价格水平。
我们认为对于电动车,你的产品有一些关键的安全和性能指标这是必须的,但是最重要的是你产品能量存储的成本效率。
如果有公司觉得自己的电池架构更划算,我们随时洗耳恭听。
但是目前为止我们还没有发现一家公司能证明比我们的电池架构更具成本效益。
他对Tesla的长期合作伙伴戴姆勒和丰田的态度是
丰田对我们在提升生产经营和供应商质量问题上非常有帮助。
在大型制造企业里面他们是世界界上最好的公司。
他们建立了一门科学追踪生产缺陷,在很多地方帮到了我们。
我们从戴姆勒学到的关键知识是产品的验证和测试,他们带来了很多在这些领域的高强度的严谨性。
他们要做的真的是极高质量的产品,戴姆勒的产品和丰田在产量价格上都是不同的。
因此对我们制造电动车而言,能从这两家混合吸收经验真是一件很酷的事情。
合作是互相促进的,他们渴望倾听和了解我们是如何创新,编软件和解决问题的。
我得说我们在编软件和电子工程方面领先了他们不止一点点。