Model 3引爆熱潮 解析特斯拉電池管理系統(tǒng)

　　本月初，特斯拉Model 3首發(fā)極其隨后的火熱預(yù)定量再一次引爆了全球?qū)λ年P(guān)注。眾所周知，電動車的核心技術(shù)在于電池，但是特斯拉自身并不生產(chǎn)電池，其電池由日本松下提供。那么特斯拉憑借什么站在產(chǎn)業(yè)鏈的鏈頭，一次次地在新能源汽車領(lǐng)域創(chuàng)造奇跡呢？很大的原因可能在于，特斯拉有著世界上最頂級的電池管理系統(tǒng)（BMS）。

　　電動汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括電池物理參數(shù)實時監(jiān)測；電池狀態(tài)估計；在線診斷與預(yù)警；充、放電與預(yù)充控制；均衡管理和熱管理等。

　　據(jù)專家介紹，特斯拉純電動汽車采用的是液冷式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。車載電池組由6831節(jié)18650型鋰離子電池組成，其中每69節(jié)并聯(lián)為一組(brick)，再將9組串聯(lián)為一層(sheet)，最后串聯(lián)堆疊11層構(gòu)成。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的冷卻液為50%水與50%乙二醇混合物。

　　管理系統(tǒng)內(nèi)的冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內(nèi)部流動，帶走電池產(chǎn)生的熱量。冷卻管道內(nèi)部被分成四個孔道，為了防止冷卻液流動過程中溫度逐漸升高，使末端散熱能力不佳，熱管理系統(tǒng)采用了雙向流動的流場設(shè)計，冷卻管道的兩個端部既是進液口，也是出液口。電池之間及電池和管道間填充電絕緣但導(dǎo)熱性能良好的材料，作用是

　　1)將電池與散熱管道間的接觸形式從線接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|；

　　2)有利于提高單體電池間的溫度均一度；

　　3)有利于提高電池包的整體熱容，從而降低整體平均溫度。

　　通過上述熱管理系統(tǒng)，電動汽車電池組內(nèi)各單體電池的溫度差異控制在±2°C內(nèi)。2013年6月的一份報告顯示，在行駛10萬英里后，特斯拉純電動車電池組的容量仍能維持在初始容量的80%~85%，而且容量衰減只與行駛里程數(shù)明顯相關(guān)，而與環(huán)境溫度、車齡關(guān)系不明顯。上述結(jié)果的取得依賴電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的有力支撐。

　　從上述分析可以看到，特斯拉純電動汽車在熱管理系統(tǒng)上遠(yuǎn)比其他電動汽車要復(fù)雜。特斯拉的電池組是由6831節(jié)單體容量較小的18650電池組成的，要保證這么多電池的溫度差異不超過±2°C是一件非常困難的事情，但是特斯拉做到了。

　　據(jù)悉，在特斯拉的技術(shù)團隊中，偏向電子、電工方向的工程師占多數(shù)。在媒體采訪特斯拉技術(shù)總監(jiān)J.B. Straubel時，他毫不謙虛的表示，特斯拉在編軟件和電子工程方面領(lǐng)先了同行業(yè)其他企業(yè)不止一點點。

　　筆者認(rèn)為，因為特斯拉的技術(shù)團隊偏重電子、電工方向，所以其開發(fā)電池管理系統(tǒng)難度遠(yuǎn)低于開發(fā)電池(偏向材料、化學(xué))或者底盤(偏向機械)。特斯拉充分利用自己的優(yōu)勢開發(fā)出了頂級的電池管理系統(tǒng)，才使其在出身既非電池生產(chǎn)商，又不是傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)商的前提下，創(chuàng)造了新能源汽車行業(yè)的奇跡。