特斯拉的电池的技术

  • 2个月前发布
  • 发布人:管理员

自从Model S上市以来似乎已经被大家拆解无数遍了,这也从一个侧面印证了Tesla在电动汽车市场初期的标杆地位。

工程师详解:特斯拉的电池管理系统究竟好在哪里?

(Tesla Motors,Via:tocks.org)

动力总成构成

Model S动力总成主要分以下几部分:

1. 动力电池系统ESS

2. 交流感应电机Drive Unit

3. 车载充电机Charger

4. 高压配电盒 HV Junction Box

5. 加热器 PTC heater

6. 空调压缩机 A/C compressor

7. 直流转换器DCDC

工程师详解:特斯拉的电池管理系统究竟好在哪里?

Model S采用三相交流感应电机,并且将电机控制器、电机、以及传动箱集成与一体。尤其是将电机控制器也封装成圆柱形,与电机互相对应,看上去像是双电机。从设计上来看集成度高、对称美观。中间的传动箱采用了固定速比(9.73:1)方案。85KWh版本电机峰值功率270KW,扭矩440Nm。

工程师详解:特斯拉的电池管理系统究竟好在哪里?

充电系统支持三种充电方式:

1、超级充电桩DC快充

超级充电桩可直接输出120KW对ESS进行充电,一个小时以内能充满。

2、高功率壁挂充电

在后排座椅下面有两个车载充电器,一主一从。主充电器属于默认开放使用,功率10KW,差不多8小时能充满。slave充电器的硬件虽然已经安装在车上了,但需要额外支付1.8万才能激活,可使充电能力翻倍。这种硬件早已配置好,之后通过license收费的方式和IBM的服务器如出一辙。目前Tesla已经把这个策略用在了动力电池上,60版本上实际装了70多度电,预留的那部分容量刚好避免满充满放,有助于延长电池寿命,因此入手低配版也是一个有性价比的选择。

3、220V家用插座充电

充电功率3kw左右,充满电大概30个小时。把充电器放在车上,即使到了完全没有充电基础设施的地方也能利用普通家用插头充上电。

热管理部分有意思的地方在于Model S用一个四通转换阀实现了冷却系统的串并联切换。其目的我分析主要是根据工况选择最优热管理方式。当电池在低温状态下需要加热时,电机冷却回路与电池冷却回路串联,从而使电机为电池加热。当动力电池处于高温时,电机冷却回路与电池冷却回路并联,两套冷却系统独立散热。这样的热管理方式还是比较巧妙的。

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电池PACK

先看一下未拆解前的PACK,对外一共有3组接口。分别是低压接口、高压接口、冷却接口,并且全部采用了快插式方案。说明Tesla在设计电池组系统的时候充分考虑了换电模式的技术要求,即便现在很少有换电的需求但这个基因始终保留了下来。高压接插器中较粗的Pin一方面起到了定位的作用,同时也是接地点,较细的Pin用于实现高压互锁功能。

PACK前部顶面上设计了防水透气阀,利用气体分子与液体及灰尘颗粒的体积大小数量级差,让气体分子通过,而液体、灰尘无法通过,从而实现防水透气的目的,避免水蒸气在PACK内部凝结。

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PACK上部用了非常多的固定螺丝,因此白色的绝缘垫通过胶粘在了Pack上,除了起到了绝缘防火的作用以外,还可以起到一定的防水的作用。PACK的上盖是死死用胶粘住的,即使卸了所有螺丝依然无法打开。记得在14年的炎炎夏日里我们七八个人“生掰硬撬”一小时才得以破坏性的扒开。当时觉得Tesla在设计的时候一定是抱着破斧沉舟的理念,根本没打算之后的维修,所以PACK上自然也没有手动维修开关,仅仅留了一个保险丝更换口。

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