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笨办法解决电池难题 特斯拉你学不会?

作者:新闻中心 来源:第一电动月刊 发布时间:2013-06-07 浏览:
     中国储能网讯:拆开特斯拉的Model S,我们看到了大巧若拙的电池管理系统、适合电动汽车的车体重新设计。后来的电动车企们,特斯拉的秘诀你学得会吗?
 
  笨办法解决电池难题
 
  电池不给力,是目前电动汽车发展的致命伤,特斯拉似乎解决了这个问题。特斯拉Model S采用7000多节有松下提供的18650锂电池,可提供85千瓦时的电量,足以支持2.1吨重的Model S最高达480公里的续驶里程。
 
  与现在大部分追求更先进电池技术的厂商不太一样,特斯拉没有选用容量更大的叠片式电池,而是采用了较为成熟的18650型锂离子电池。18650具有技术成熟、容量大、一致性好等特点,但也带来了成组困难,对控制系统要求很高。
 
  特斯拉在选择了“别人”的电池之后,秀了一把自己的电池控制技术,一举震惊业界。记者就此采访了国内很多电池和电动汽车厂商,大部分受访者都对于7000个电池单元成组感到不可思议,甚至抱有一定的怀疑态度。
 
  特斯拉对这些电池采用了分层管理的设计——每 69 个电池单元并连成一个电池组,而 9 个电池组又串联成一个电池方块,最后再串联成整块电池板。每个电池单元,电池组,和电池方块都有保险丝,每个层级都会有电流,电压和温度的监控,一旦电流过大立刻熔断。
 
  对于为什么采用“69×9”这种串并联方式,特斯拉的电控专家马克•塔潘宁(Marc Tarpenning)的解释这是“试出来的”最佳效果。
  特斯拉电池包结构示意图
 
  简单的一句话,却代表了特斯拉认真的态度。7000个电池,用了一年多的时间,只是为了试验出合理的组合。这样工作的枯燥乏味,相信每个人都可以想象得到。
 
  为什么中国电动汽车不采用这样的电池解决方案?
 
  对于18650和容量更大的碟片式电池,中国汽车技术研究中心高级工程师王芳认为这是两种各有优劣的技术路线选择。
  王芳介绍,相对于容量小的18650电池,采用大容量电池可以减少电池数量,从而降低成组难度,电池包控制系统更容易设计。国内某知名车企的电池研发人员也对第一电动记者表示,由于车企要负责电池控制系统的研制,所以更倾向于使用数量更少的大容量电池。
 
  在国内电动汽车厂商选择了更“聪明”的技术路线时,特斯拉采用似乎是世界上最蠢笨的方法,创造了到目前为止最佳的电动汽车电池解决方案。特斯拉已经将电池包等开发设计服务,提供给了丰田和奔驰公司。特斯拉还向波音公司提议,向其提供锂电池技术,以替换波音787客机上着火的电池。
 
  创新设计降低车重
 
  能够续驶480公里,除了超大容量的电池,特斯拉的整车重量控制也居功至伟。Model S采用了全铝合金车身,大大降低了整车总量。但这并不是整车重量降低的最主要原因。
 
  Model S电池板重约500公斤,提供了85千瓦时电量。国内电池厂商提供的20千瓦时容量的电池包,一般重200公斤左右。如果要达到85千瓦时的电量,那么重量就要超过1吨,这显然是不可接受的。
 
  Model S是如何控制电池包重量的呢?在一开始研发电动汽车时,特斯拉的研发团队就意识到,电动汽车是有别于传统汽车的产品,所有内部结构可能要重新设计。
 
  这个理念在Model S上得到了最大的体现,电池、电机、控制系统几乎都集成在了车架上,除了带来了前后两个超大行李舱,还通过新结构降低了电池包的重量。
 
  在Model S上,电池板已经与车架融为一体。这样做的好处很多,车架成为了电池外壳的一部分,车体强度也得到增加,大大增加安全性的同时,也降低了电池包本身的重量。
 
  Model S电池板与车体融合降低车重
 
  体现特斯拉电动汽车新理念的地方还非常多,其中包括一体化的汽车底盘、7寸液晶中控平台、前后超大行李舱,以及感应车钥匙等。我们不能断定特斯拉代表未来,但它是离未来最近的电动汽车。
 
  反观国内电动汽车,目前依旧以通过传统车改装电动车的路线为主。无论底盘还是车体,均无大的改动。或许这是从传统车走向汽车电气化的必经路线,但是对于一直要求弯道超车的国内汽车产业来说,起步点或许就已经选错了。
 
  相比国内企业,特斯拉并没有技术上的绝对领先,甚至没有自己的电池产品。但是在理念上,国内厂商已经难以望其项背。认真、踏实的研发精神,突破传统的研发理念——只要拥有了这些,国内不难产生新的特斯拉。
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