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特斯拉电池及寿命分析:电池寿命衰减情况是这样测试的!

导读: Tesla这个公司,不管以后怎么样,从现在来看确实对全球的汽车产业产生了积极的影响。这篇文章,是针对Tesla的电池系统和纯电动汽车电池寿命做一些讨论,抛砖引玉。因为涉及的内容有些敏感,这里尽量写简单浅显一些。

  Tesla这个公司,不管以后怎么样,从现在来看确实对全球的汽车产业产生了积极的影响。这篇文章,是针对Tesla的电池系统和纯电动汽车电池寿命做一些讨论,抛砖引玉。因为涉及的内容有些敏感,这里尽量写简单浅显一些,欢迎后续有工程师和我进行交流。

  第一部分 Tesla的电池系统

  Tesla的电池系统严格意义只有两代,Roadster是第一代,Model S是第二代,在Model S里面开始设计是40kwh(取消)、60kwh(取消)、70kwh、85kwh和90kwh几种,其中两种比较确定的规格为:

  85 kWh(7104个 74P × 6 × 16) 400V

  60/40 kWh (5376个 64P × 6 × 14) kWh

  这里将电池系统分解为:

  电池模组:电池模组是电池系统的主要子单元,也是特斯拉的设计核心。

  结构系统:电池系统中采用了大量的隔离结构件,起到防水和绝缘的作用。

  热管理系统:包括冷却管路系统。

  线束系统:分高压母线和低压通信线束两部分组成。

  电子电气系统:内部包含电池管理、继电器、预充电阻等。

  排气系统:主要是对电池组的压力进行释放,主要有排气阀和接口两部分组成。

  其中最为重要的还是其电池模组设计

  电池单体模块由主要以下部分构成:

  电池单体:松下的电池。

  电流母板:起到了连接电池的作用,将每组电池的正极和负极连接在一起,共有7种不同的规格木板。

  隔层:隔层将电池与冷却管隔离并有绝缘的作用。

  散热铜管:通过每一面与单体连接,将热量带出整个电池模组。

  隔离板:在电池的顶盖上方,起到绝缘的作用。

  BMU采集板:测量电压和温度。

  熔丝:连接电池单体与母线牌,采用半导体中的Bonding工艺,对于电池组装而言,这是非常难的工艺。

  温度传感器:采集温度,其位置在冷却管的输入端和输出端。

  采样电压采集线束:采集电池电压,并有专门的固定的导线索引的结构进行固定。

图1 Tesla 电池模组示意图

  注:此图选自里卡多的Benchmark报告的预览版,并予以中文注释和修改,建议想知道细节的,可以购买完整报告版本并获取CAD。

  从技术的角度来看,涵盖了不少的专利设计,这个是从百人会的一个介绍中摘录出来,然后对每个内容作了一些整理。

图2 Tesla模组设计专利对应图

  a)检测方法

  US20100136384 Battery thermal event detection system using an electrical conductor with a thermally interruptible insulator

  US20100135355 Battery thermal event detection system using an optical fiber

  US20130260192 Battery Pack Pressure Monitoring System for Thermal Event Detection

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