特斯拉车锂电选择打破常规!
在愁云惨淡的电动车市场,特斯拉一骑轻尘,仅2013年第一季度,就卖出了4750辆Model S,成为第一季度全世界最畅销的电动车。同在美国的另外两家电动车公司,我们发现,在美国电动车三剑客(Fisker、Coda和Tesla)中,Coda宣布破产,Fisker由于破产的威胁也在积极寻找投资人。特斯拉便成为电动车市场的唯一的希望。
特斯拉的崛起,在带动电动车概念旋风的同时,也给中国的电动车企业带来的一个大大的疑问:为何脱颖而出的偏偏是特斯拉?特斯拉的成功不是单方面的原因,而是各种合力因素的推动.
坚持钴酸锂
在汽车上使用钴酸锂电池,特斯拉算第一个。
作为电动车的核心部件之一,特斯拉的电池曾经被嘲笑、被诟病,业界专家称其“电池技术老旧”、“无核心竞争力”。原因在于特斯拉是唯一一家采用18650型钴酸锂离子电池的公司,这种电池一直用于笔记本电脑中,难登电动汽车之“大雅之堂”,并且存在安全隐患。
作为动力输出的后盾,电池对电动车的作用不言而喻。“18650电池外电压但凡低于2.7V或高于3.3V,都会出现过热的症状。如果电池组较大且组内温度梯度控制得不好,就会存在很大的起火风险。” 电池技术的关键恰恰就是电压电流和热量控制,以此判断,也难怪特斯拉被批评为电池技术不靠谱。
特斯拉的电池技术总监Kurt Kelty曾经表示:特斯拉起初也尝试了市面上超过300种电池,包括板型和方型电池,最终选择了松下的18650锂电池
,一方面,18650的能量密度更大且稳定性与一致性更好。另一方面,18650可以有效降低电池系统的成本。
可靠的电池管理系统
18650存在安全风险是不争的事实,Tesla如何”搞定“这一硬伤?秘密武器在于其电池管理系统,特斯拉给出的解决方案是将6831节2安时左右的松下18650封装电池通过串联和并联结合在一起。
Tesla创始人之一Marc Tarpenning他曾是这个领域的专家。他把网络控制领域用程序控制成百上万台服务器的模式搬到了Tesla电池系统控制领域,通过一年的DOE(design ofexperiment,实验设计),用分层次管理的办法成功控制了这6831节小电池以及电压和温度。69个18650电池被并联封装成一个电池砖;99个电池砖串联成一个电池片;11个电池片组成一个电池包,总计6831节。仅仅有这些层次还不够,他们在每个电池单元、每个电池砖、每个电池片的两端均设置有保险丝,一旦电池过热或者电流过大则立刻融断,断开输出。
当然保险丝也还是不够,于是在每个电池片上,均设置有BMB (Battery Monitor board)即电池监控板,用以监控每个电池砖的电压,温度以及整个电池片的输出电压。而整个电池包上, 设置有BSM(BatterySystem Monitor),用以监控整个电池包的工作环境。包括电池包的电流,电压,温度,湿度,方位,烟雾等。在整车层面, 设置有VSM(VehicleSystemMonitor)车辆监控系统,用以监控BSM。
这样一套电池控制系统成为特斯拉的技术核心,当特斯拉刚刚公布这套造价高昂的系统时(传言高于20000美金),很多业内人士不约而同地对其唱衰,认为将7000个电池放在汽车里的行为是可笑的。但事实却给予他们有力的回应,雪佛兰Volt起火、Fisker Karma车型更是一年内发生三次自燃事件,而反观特斯拉,不论是Roadster还是TeslaModel S都从未发生过起火自燃事件。
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