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特斯拉电池组拆解及热治理系统解读

2020-11-26 10:18 锋中独行

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不知各位是否记得国内有个叫游侠汽车的团队在打造纯电动车，2个月前他们的Demo已经能跑起来了。但说白了，那只是一辆从二手现代酷派跑车改装过来的电动车，他们距离真正造作一辆电动车还有很长的路要走。

不外，前一阵子GeekCar的幼同伴听说游侠汽车拆解了一辆Tesla。俗话说得好，要成功必须向成功者进建。所以游侠汽车用这种“单一粗鲁”的方式向Tesla进建的心灵倒是挺值得夸奖的。

因而我们实地走访了游侠汽车的“造作工厂”，终于见到了这辆被齐全拆散的Tesla。这一次先和各人分享一下Tesla的电池部门。

我们都知路85kW?h版本的Tesla电池组由近7000节18650锂电池组成。但电池组的现实情况，却没几多人见过。之前网上颁布的电池分析多数是基于Tesla的电池专利而分析得出的。这次就由GeekCar的幼同伴为各人揭开Tesla电池的最后一层神秘面纱。

电池�？�

这张图是Model S底盘整个电池组的全景图，Model S一共有16块电池组，最下面的空挡那块原来有两块电池，上图中已经被游侠汽车拆了下来。

Tesla在每一块电池组上都覆盖一块玻纤板对电池进行单一的�；�。每两块电池之间都有金属梁隔开。图中左下角是整个电池组的保险丝，右侧是电池的冷却液接口和冷却液加注口。

单块电池组

这块儿就是Tesla极度宏伟上锂电池组，在这块板上一共有444节电池，每74节并联成一组，整块电池板由6组电池串联而成。所以我们能够算出在这款Tesla Model S 85车型上一共有7104节18650锂电池。

电池组的6块分区排布见上图红线部门。这块电池板正背面的机关是呈中心对称的，至于为什么分列成这样，想必肯定是经过大量测试和验证的。GeekCar猜测这么分列是为了获取更低的均匀电阻率以及共同散热管路实现更好的散热。

电池组中央的那几根线一壁衔接着电池的极板，另一头连到电池节造�？�，这些线是用来检测电池组的电压，从而保障电池组正常工作的。

再仔细看能够发现，每一节电池上都有一根很细的保险丝，这个是用来�；ふ龅绯刈榈�，当单节电池出现温度过高之类的异常景象时，保险丝会自动熔断，以达到�；ふ龅绯刈榈闹髡牛拷诘绯氐恼杭鞘杏幸桓Ｏ账浚�。

这么多保险丝必要焊接在电路板上是一项极度大的工程，从工艺上来看应该是由专门的机械人使用超声波焊接实现的。

BMS主控芯片

Tesla的电池主控�？�，从PCB板上印刷的logo来看，这块电路板是齐全由Tesla自行研发的。电路板上使用了大量的电阻和电容进行信号调度，光是在我们看到的这一面就有6组电信号的采集线路。

由于Tesla使用的是18650锂电池，这种锂电池就是我们笔记本电脑中使用的电池，所以其电控方面的技术是极度成熟的，固然我想了好多法子还是无法看明显主板上芯片的型号，但还是能揣摩出上面重要有充放电治理芯片和电池计量治理芯片，相比笔记本电池，其复杂的处所应该在多路的电池信号采集和节造算法上，终于电动汽车成百上千节电池的监控和笔记本电脑10节左右的电池监控不在一个数量级上。

Tesla的电池热治理系统

在之前各大媒体颁布的新闻中，我们得知Tesla是有一套专门的液体循环温度治理系统萦绕着每一节单体电池的，但其具体机关，却始终未能见到。有媒体在报路中是这么说的“据Tesla专利注明介绍，隔离板内部的水可所以静态的也可所以流动的，能够直接存储在隔离板内部管腔，也能够被装到特定的水袋中。若是是流动状态，能够与电池组的冷却系吐洮接在一路，也能够自建循环系统。”

游侠汽车拆解的车型是Model S 85型，并未选配寒寒气象套装。在工程师的介绍下，我们终于看到了Tesla热治理系统的内部机关。

上图中的电池组表壳部门已经被游侠汽车暴力拆解，部门电池被取出。

感激暴力拆解，使我们终于看到了电池组内部的机关，在锂电池组内部，灌注水乙二醇的导热铝管呈S状态环抱，图中左右两侧的接口为水乙二醇液体的循环接口，在铝管表还包裹着一层橘黄色的绝缘胶带。为预防绝缘胶带意表分裂，导致铝管与锂电池表壳接触造成短路，Tesla在铝管表部还加了一层绝缘胶进行隔离。在其他没有铝管通过的电池之间，也使用了一层绝缘胶进行隔离。

在我第一眼看到Tesla的电池做这么多层的绝缘隔离时，我还是极度惊讶的。想了一下才领略过来，Tesla使用的18650锂电池是定造的，不像我们平时看到的锂电池一样有一层绝缘表衣，其袒露在表的电池表壳都是电池负极，一旦表壳被导体连上，就可能造成短路，严沉时甚至会产生动怒变乱，其后果将不胜设想。

所以Tesla在电池组内部做的多层绝缘防护还是极度必要的，从目前看到设计结构来说Tesla的防护措施是值得信任的。

未拆解的锂电池组细节图

不会流动的“冷却液”？

在拆解完Tesla之后，游侠汽车的幼同伴通知了我一个令人极度惊讶的新闻，Tesla散热铝管内的“冷却液”并不会流动！

当我听到这个新闻的时辰，第一反映是震惊，Tesla费了这么大的周折把铝管弄到电池中央去，却只是包裹着电池，其中的“冷却液”不会流动？这就是世界上最先进的汽车锂电池热治理规划吗？

带着震惊和疑难，我仔仔细细的查抄了散热铝管的每一部门，很遗憾，我没有发现任何类似泵和温度节造的器件。Tesla电池的“冷却液”就是不会自动流动的。

我面前摆放的这套目前世界上最先进的汽车锂电池热治理规划，着实让我震惊了一下。但既然Tesla这么做了，那就肯定有他的路理。

锂电池工作液体接口

那包裹着电池的水乙二醇“冷却液”到底是做什么用的呢？

带着疑难我查阅了一些有关资料，又和游侠汽车的幼同伴进行了一下互换。我们得出的结论是，“冷却液”是用来维持电池的温度一致性的。由于Tesla电池的密集摆放，中心区域荟萃的热量相比周边必然会多好多，若是没有铝管传递热量来维持电池温度的一致性，必将造成各单体电池之间的温度不平衡，最终会影响电池机能的一致性及电池荷电状态（SOC）估计的正确性，从而影响到电动车的系统节造。

固然Tesla使用的是电池一致性极高的18650钴酸锂锂电池。对于这种电池坊间甚至戏称“你买了统一批次的18650锂电池，若是仪器检测出电池机能不一致，你首先要疑惑是不是你的仪器出问题了？”

但是即便Tesla使用的是一致性如此高的电池，也无法保障电池在现实工作中的一致性。由于电池在分歧温度下的热耗率（每产生1kW·h的电能所亏损的热量）是不一样的，这是由于电池内部的化学反映与温度是亲昵有关的。若是电池在绝热或者高温等热传递不充分的内部环境中运行，电池温度将会显著上升，从而导致电池组内部形成“热点”，最终可能产生热失控。

而电池一致性一旦出现问题，对于整个电池组的寿命将会产生很大的影响。所以Tesla使用了高传热效能的铝管和高比热容的液体冷却规划来维持电池温度的一致性，这样做不仅是出于安全，对电动车的续航也是至关沉要的。

据称Tesla使用的电池热治理系统能够将一块电池组内各单体电池的温度差距节造在±2℃以内。在2013年6月的一份汇报中显示，在行驶10万英里后Tesla Roadster的电池组容量仍能维持在初始容量的80%-85%，并且电池容量的衰减只与行驶里程数显著有关，与环境温度和车龄的关系不显著�？杉鸗esla对电池衰减的优良节造，离不开电池热治理系统的有力支持。

锂电池组工作液体接口及工作液体灌注接口

据有关资料显示，Tesla铝管内的工作液体配方是由50%的水和50%的乙二醇组成的。这是为了预防在低温环境下工作液体结冰的情况产生。上图中从管路中流出的绿色液体就是Tesla的工作液体。

Tesla的“冷却液”到底会不会流动？

在Tesla的专利中指出“隔离板内部的水可所以静态的也可所以流动的”。

固然那份专利是在很早以前提交的，但是关于电池工作液体（冷却液）循环部门还是有些处所值得思虑的。我们看到的这款Model S选取的是被动式的温度治理系统，设施比力单一，相对成本也较低。那Tesla是不是也有一套自动的温度治理系统呢？这么做固然会附加一些的功率元件，但是让汽车内的工作液体流动起来，其整体热治理系统将会越发的有效。

对此游侠汽车的幼同伴提出了新的猜测，若是选购寒寒气象套装，温度治理�？榛岵换崾褂米远降哪�？

我们猜测使用自动式的温度治理系统，只必要在现有的电池温度节造�？橹胁斡胍桓霰煤凸ぷ饕禾寮尤茸爸�，就能够使脆弱的锂电池在极寒环境下保障优良的工作温度。

但是具体是否如此，我们就不得而知了，等待有大神再次拆解带有寒冷套件的Tesla，向我们揭秘Tesla在极寒环境下的电池保温系统。

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