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时尚的外形、百公里加速3.2秒、续航440公里，这些都是特斯拉Model S作为一款纯电动汽车所展示给人们的数据。
Model S之所以能够拥有不逊于传统燃油车的性能表现，除了电动机技术之外，还要得益于特斯拉先进的电池技术。
那么，特斯拉到底在电动车最核心技术之一的电池组研发方面有何独特建树呢？
据介绍，Model S的电池板总重高达900公斤，被放置在驾驶舱正下方的底盘当中，在为电动机提供能量的同时，也起到了稳定车辆重心的作用。
近日，国外牛人就将一辆Model S的电池板给拆开了，一探究竟。
注：下面的拆解图解由制作
国外牛人直接给我们展示电池组。电池组安放前后轴之间的底盘位置，其重量可达900公斤。因此造成底盘重心较低，非常利于车辆的高速稳定性。电池组几乎占据车辆底盘的全部，但电池组并没有作为承受力的主体，电池组有加强筋和受力框架保护，大大减低碰撞时的爆炸危险。
电池组整体有标明其身份的铭牌，其中标明了其容量为85kWh，400V直流电，简单来说电池可以装85度电，可供一个普通家庭使用一个月。
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虽然松下单独销售电池，但该公司还开发了一种定制电池，通过伙伴关系协议为特斯拉提供18650型电池。早在2014年，特斯拉与松下签署了一项合同，生产数十亿块这种电池，用于特斯拉Model S和Model X系列车型中，直至2017年底。
松下18650 网资料图北京时间3月23日消息，据electrek网站报道，Model S和Model X车型中都安装有电池，但这种电池也是汽车中被外界所知甚少的一部分。虽然特斯拉的电池生产商，松下列出了它几乎所有不同电池的规格，但它却没有发布为特斯拉开发的电池的规格说明。虽然松下没有叙述太多的细节，但是分解一个特斯拉电池却可以帮助我们了解。Youtube上的一个频道从eBay网购买了18650型电池，卖主声称这些电池来自特斯拉的电池模块，可能来自回收的车辆。虽然松下单独销售电池，但该公司还开发了一种定制电池，通过伙伴关系协议为特斯拉提供18650型电池。早在2014年，特斯拉与松下签署了一项合同，生产数十亿块这种电池，用于特斯拉Model S和Model X系列车型中，直至2017年底。外界现在知道，他们已开发了一种新电池，更大一点的2170电池。该电池在美国内华达州的Gigafactory生产，但是这些电池目前只用于特斯拉的Powerpack和Powerwall中。他们也将在今年晚些时候用于Model 3中。目前18650电池只在特斯拉的汽车中使用。据称，18650电池的使用寿命比松下的NCR18650电池更长，卖方测试了它们，并提供了这些对比的图表：Youtube频道Aries RC呈现了这移除正极盖子的这些电池，揭示了电池的内部结构。并且他们取出并展开电池中的胶状物，揭示了阳极、阴极和电解质。
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特斯拉Model S
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&特斯拉为何选择18650锂离子电池
特斯拉为何选择18650锂离子电池
作者 ywuweizi
特斯拉在选择动力电池时，进行了多次测试，最后把目标锁定在了18650电池，那么18650电池到底性能如何？有哪些优缺点？本篇文章对18650电池的性能进行了细致、透彻的分析。
特斯拉在进行电动汽车电池开发时，测试了很多种类的电池，但最后把目标锁定在18650电池，那么究竟18650电芯有哪些优缺点？
18650其实是指电池的外形规格，是日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池。18650电池原指镍氢电池和锂离子电池，由于镍氢电池现在比较少用，所以现在多指锂离子电池。18650锂离子电池单节标称电压一般为3.6V 或3.7V；最小放电终止电压一般为2.5～2.75V。常见容量为mAh。
关于一致性
18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用在电子产品中。多年来，日本厂商在18650电池的生产工艺上积累了大量的经验，使得产出的18650电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。
相比之下，层叠式锂离子电池远远没有成熟，常见的有方形电池、软包电池，甚至连尺寸、大小、极耳位置等都不统一，电池厂商所具备的生产工艺也不能满足条件，大多数以人为控制为主，电池的一致性达不到18650电池的水准。如果电池的一致性达不到要求，大量电池串、并联形成的电池组的管理也将不能让每个电池的性能更好地发挥，而18650电芯可以解决这一问题。
总结来说，18650电池的单体容量小，所需的单体数量会很多(Model S有7104只)，但是一致性很好；层叠式电池的容量可以做得较大(20 Ah到60 Ah)，单体数量可以降低，但是一致性差。相比之下，现阶段很难投入大量的人力物力与电池供应商一起去改善层叠式电池的生产工艺。因此，在研发Roadster和Model S的时候，Tesla的唯一选择是从市场上去购买电池，自行开发电池系统。开发一套管理6000多节单体一致性很好的电池系统与开发一套200多节一致性很差的电池系统，相比之下，前者的技术难度应该更低一些。即使单体电池数目增多，但是如果这些电池的性能是可靠的，管理起来还是容易一些。
对比另一款很成功的纯电动汽车，日产的LEAF，它采用的是层叠式锂离子电池。这是因为日产与NEC合作多年，在电池技术方面积累很深厚，在品质控制方面有相当的功力。LEAF的电池来自AESC——日产与NEC的合资公司。
对比下美、日、中等不同地区的汽车厂商在开发电动汽车时与电池厂商的合纵连横是一件非常有意思的事情。
关于散热能力
层叠式电池的厚度薄、表面大，均热、散热能力都不错，因此日产LEAF很大胆地采用了被动式热管理系统(其实就是不管理！)，由空气的自然对流将热量带走。
从左到右，LEAF从单体，到四节单体电池两并两串组成的电池模块，再到由48个电池模块串联组成的电池组如下图所示：
可以看到，电池组上没有任何的风扇、冷却液管道等热管理系统。大概这就是无招胜有招。
反过来看Tesla，18650电池的个头比较小，在正常充放电时单体电池内部的温差也不会太大。但是，6000多个单体电池的温差也应当保持在不超过5°C的范围内，这是一件非常困难的事情。但是，Tesla做到了。怎么做到的？Tesla 的电池管理系统 (BMS) 相比其他电动汽车有哪些优势？
如上图，这些管道是冷却液的流道，流道均匀分布在电池模组中间，能让每只电芯能很好地跟水管接触，这样每只电芯在冷却时带走的热量也几乎一样，温差也就可以有效地控制在很小的范围内。
总结来说，由于采用了小容量的18650电池，Tesla的热管理系统的复杂度是大大增加了的。也就是说，如果从散热能力方面考虑，使用小容量的18650电池不是最优选择。
关于能量密度
谈到能量密度，就必须区分单体电池的能量密度与电池组的能量密度。
就单体电池的能量密度来看，18650电池要高于层叠式锂离子电池。日产LEAF所用的33 Ah锂离子电池的能量密度是157 Wh/kg，GM Volt所用的层叠式电池的能量密度约为150 Wh/kg；而Roadster所用的18650电池的能量密度约为211 Wh/kg。但是，18650电池的管理系统更加复杂，由此额外增加的重量会使得电池组的能量密度远低于单体的能量密度。Roadster的电池组重量是450 kg，能量密度是118 Wh/kg，而LEAF电池组的重量是225 kg，能量密度是107 Wh/kg。在电池组层次，两者的能量密度已经不相上下。
关于安全性
前面提到层叠式锂离子电池的各种优点，但它也有一些缺点。由于层叠式锂离子电池一般是采用铝塑膜封装的，而铝塑膜的厚度薄，机械强度差，在汽车发生碰撞等极端情况下，铝塑膜很容易发生破损导致安全事故产生。这也就解释了为什么日产要在4个单体组成的电池模块外面再加一个铝壳。
18650电池一般是钢壳，安全性更好；而且前面也提到随着18650电池生产工艺水平的的不断提高，安全性也在不断提高。
Tesla在应对这些18650电池可能出现的安全事故上，也倾注了很多心血。如果一个单体电池出现温度过高等异常情况，根据异常情况的恶劣程度，这枚电池或其所在的模组会断电以防止事故的蔓延。由于单体容量小，只要不发生蔓延，事故的严重程度将是较低的。
18650锂离子电池具有容量大、寿命长、安全性能高等特点，又因为体积小，重量轻，使用方便，深受消费者的青睐。随着人们对18650电池技术研究的不断加深，使得电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。作为最早的锂离子电池，18650电池也是目前世界上最成熟、最稳定的电池组合，至今仍然占据领先位置。我国每年生产18650电池约几十亿节，远远超出其他材料的电池。
而Tesla采用18650电池，就可以利用日本松下等厂商之前的生产线进行生产。在消费类电子产品所用18650电池竞争日趋激烈的情况下，松下等厂商与Tesla合作升级产品，将原有的生产线改良后用于生产动力电池。工业生产有一个规模效应，当生产产品的规模达到一个量级之后，成本会大大降低。一辆新能源汽车就需要成千上万节18650电池，因此单体的采购成本可控。
可以说，采用18650电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是最优的选择。随着电池技术工艺的成熟，同时也会出现更多新型的电池应用在新能源电动汽车上。
[ Last edited by ywuweizi on
at 11:47 ]
据说特斯拉的电控技术世界一流啊！
分析的不错，谢谢分享
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与700万科研达人随时交流&&&&我们看过了钢铁侠，觉得那很酷，后来知道原来一个叫艾伦·马斯克（Elon&Musk）的是钢铁侠的原型，后来还知道他造火箭，而后来离我们现实里最近的竟然是他造的汽车——Tesla（特斯拉）：纯电动、百公里4.4秒（Model&S&P85），大屏触摸中控台……这些成为了我们对特斯拉的第一印象。而对于我来说，出于职业，我兴趣关注在它的电池部分。&&&&不久前有幸零距离用了一炷香时间，体验了下Tesla&Model&S&P85，送测ZOL的试驾车。按照我对Tesla的认知，当然利用有限时间赶紧按照梦想顺序来：1、加速；2、触摸屏的控制台；3、位于北京酒仙桥的超级充电站体验1小时快充。&&&&特斯拉全部采用了18650规格电芯，这和我们市面上大多数移动电源相同，那么特斯拉与移动电源又有怎样的相同与不同呢？mAh移动电源匹敌Tesla&Model&S车型一、同样是18650&&&&相同的是：&&&&特斯拉汽车和我们日常所见的大多数移动电源一样，都采用了钴酸锂材质的18650这种电芯来供电。18650有关知识可以参考&&&&不同的是：&&&&特斯拉采用的是单体3100mAh容量的松下（三洋）电芯，然后数量庞大的（以Roadster型号为例约有6831节）组成了整个电池组。而市面上采用18650的移动电源产品大约都是使用了2600mAh的电芯（如小米移动电源采用的是三星或者LG电芯）。正在普通220V家用充电电压下充电的特斯拉P85（充满大约8个小时）二、同样是电池管理&&&&相同的是：&&&&一定具备18650电芯所必需的：温度保护、过压保护、短路保护、过充过放保护、电芯保护等。而且特斯拉也好，我们日常使用的移动电源也罢，都会选择单体采用同一品牌同一规格的18650电芯，比如特斯拉都采用了松下3100mAh的产品。原因很简单，就是一套电源管理系统在管理多节单体一致的电芯要比管理五花八门规格各异的电芯成本低很多。&&&&另外，我们从宏观上看，不管是特斯拉还是移动电源我们认为基本上分为三个阶段给电池充电：预充电、恒流充电、恒压充电。&&&&1、预充电：主要作用是唤醒激活电芯的锂离子，可能你长期不用这个移动电源了，但是锂离子活性下降休眠，导致电池电压过低，这个时候你就需要唤醒电池，把电池电压激活到能正常充电的电压。（这一部分特斯拉是很少发生了）&&&&2、恒流充电：电池电压进入正常范围后（3.3V-4.2V）开始恒流充电，这个时候就是恒定的大电流储能的过程。比如特斯拉大约40分钟充到80%的电能就是这个过程。&&&&3、恒压充电：当锂电池电压在达到4.2V时，我们认为电池容量基本上接近饱和了，充电开始转为恒压，就是电压基本不变，电流开始逐步降低，目的是希望把电池一点一点充饱。这个过程比较漫长，比如特斯拉最后充满这部分可能需要跟充80%相当的时间或更长。&&&&不同的是：&&&&移动电源充电基本上是5V输入经过降压电路降到3.3V-4.2V&18650承受的电压进行充电。而特斯拉采用了类似“恒流-恒压限流-恒压浮充”充电模式，这种VDC直流充电基本上可以做到工作状态，特别适合无人值守的工作场合。而特斯拉的超级充电站电压可以达到50-410VDC，输出电流可以持续做到335A。不然怎么30分钟充满80%。&特斯拉充电状态实拍&&&&另外，以特斯拉Roadster型号为例约有mAh的18650单体电芯，其中每69节并联为一组（brick），再将9组串联为一层（sheet），最后串联堆叠11层构成。如此庞当的数量，岂是一个移动电源那种管理2节或者4节18650的芯片所能够控制好的。&&&&其实，特斯拉最重要的是电池的“热”管理系统。&&&&因为18650电池的特殊性，所以电池热管理系统基本的作用是：1、热的时候要降温；2、冷的时候要预热；3、综合调整所有电芯的温差，保证不局部过热造成电芯储电能力的衰减，优化整体电池组的寿命。这个“大总管”可比移动电源难多了。特斯拉热管理系统示例（图片来自互联网）&&&&根据资料显示，特斯拉电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。你也看做是CPU水冷热管散热器，依托内部良好的导热材料管理温度。将电池组内各单体电池的温度差异控制在正负2摄氏度内。三、其他相同点还有：&&&&1、因为18650，所以电芯数量决定了重量。Tesla&Model&S&P85整车重2.1吨，约三分之一来自电池组重量。&&&&2、虽然在2013年10月份的一起特斯拉起火事件中，Elon&Musk辩解说，美国每2000万英里就有一辆燃油发动机汽车起火，而特斯拉开了1亿英里，才发生了一起起火事件。但依然说明，特斯拉存在燃烧的风险，即使比移动电源电池管理做的好。&&&&另外，最大的不同点：特斯拉是汽车，移动电源是移动电源。从淘宝买各种配件拼个移动电源相当容易（参考），但你就送特斯拉所有配件都预备给你，也未必能攒个特斯拉出来。从基础学科讲，需要懂得机械、控制理论、微电子、电力、电子、计算机，更重要是的得懂数学，会建模……&&&&总结就是：特斯拉太远，移动电源就在我们身边（想想特斯拉也是同样构成，是不是觉得手里移动电源高大上了，或者特斯拉也不过如此）。
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4￥995￥596￥1497￥998￥799￥7510￥199特斯拉或用新20700电池取代18650电池
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　　[ ]& 据外媒报道，计划采用20700高性能钴酸锂电池，替换目前的松下18650钴酸锂电池，以提高MODEL 3新车的性能。　　正在研发MODEL 3车型，预计该车售价将接近当前主力车型的一半，大约在3.5万美元左右，续航约200英里（320公里）。公司CEO埃隆?马斯克称，MODEL 3将同竞争。由于电池重量较大，为了更好的和对手竞争，决定研发新的电池技术，为电池系统“减肥”，从而减轻新车重量。　　目前，主要采用松下提供的18650钴酸锂电池，整个电池组包含数千块独立电池单元；该电池成本约为250美元/千瓦时，能够提供233瓦?时/千克的能量密度。未来计划推出新的20700钴酸锂电池，该电池体积虽然更大（注：锂离子电池定义法则――如18650型，即指电池的直径为18mm，长度为65mm，0代表其是圆柱体型的电池。20700应代表直径为20mm，长度为70mm，圆柱形的电池），但在改进了化学成分（电解质和电极）之后提升了能量密度。　　因而在达到相同的要求时，所需要的电池模块数量减少，整个电池组重量将降低。根据的资料，一旦电池能量密度达到333瓦?时/千克，MODEL 3的整车重量将同相当。（消息来源：盖世汽车；编译/ 王寅）　　更多阅读：　　外观细节改动 曝最新谍照　　查看同类文章：更多精彩内容：
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