钜大LARGE | 点击量：256次 | 2023年03月29日
TSLA动力锂电池技术有何奥秘？带你深入了解
电池作为电动汽车的核心部件之一，如何做到续航里程更长、百公里电耗更低、电池衰减更慢、电池包能量密度更高一直是整个新能源汽车产业聚焦的所在，其中在动力锂电池方面有着独特性能表现的TSLA成为行业研究的对象。日前，在TSLA举办的"T－talk"线下分享讨论会上，盖世汽车对TSLA在电池方面的技术布局进行了一番深入了解。
首先，在电池的物理基础层面上，比如电芯的正极材料上，TSLA采用的是能量密度更高的镍钴铝（NCA）材料，且在量产电芯上成功应用了硅碳负极材料，大大提升电芯能量密度；在电池包上，TSLA创新研发的CTP大模组设计，不但有效提高体积利用率，使相同尺寸托盘可以装入更多电芯，还能提高约5％～10％的电池能量密度，更优化了组装工艺，节省了人力、物力及维修成本。
据TSLA相关工作人员介绍，TSLA采用的大模组设计，电池包中有近百个电芯，每节电芯有2根保险丝和外部链接，假如损坏，保险就会熔断，损坏电芯和其他电芯隔离，成为孤岛，不会影响其他电芯。"每个模组中有四十多节电芯，一个电芯只占2％左右的能量，如其中一个电芯发生热失控，不会对模组形成影响，更不会影响整个电池包的正常运行。即便发生最坏的情况，很多模组里分别有电芯损坏，都不会对电池整体带来太大的安全冲击，这也是TSLA坚持要用小电芯的原因。"
在冷却方法上，TSLA将冷却水管均匀分布在电芯周围，这正是小圆柱电芯的优势，通过更大接触面的冷却介质，不但能快速带走电芯热量，控制整个电池温度，进一步提高电池安全可靠性，更能配合TSLA不断发展的高功率快速充电。
阻燃设计上，TSLA不但在电芯之间放置了阻燃材料，在大模组间、电池包和车身之间也同样放置了阻燃材料。波浪形带状热界面材料最大程度接触每个电芯表面，发生热失控时，能够迅速令模组降温。而且每个大模组都密封完整，一旦起火，能够有效阻隔热量蔓延，防止波及其他。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
除了阻燃，TSLA还考虑了排气。TSLA电池大模组外侧都带有水平指向车外的排气口，一旦发生热失控，过热气体将迅速排出，以便减小火情影响。
防水同样是安全性提升的重要一环。TSLA电池包采用密封设计，可以有效防止水进入。万一有巨大水压破坏密封结构，电池还装备有泄洪阀，会在排泄水的同时报警，并且一旦探测发现电池绝缘有问题，就会立刻报警并在必要时切断电池的输出。
"TSLA的电池优势不是一个电芯，或者一个电池包的单点优势，而是从整车设计出发，通盘考虑电池容量、续航、风阻、性能等，从而达到物理技术和智能软件的整体平衡。"上述工作人员强调说到，而要达到物理和软件的整体平衡，不得不提TSLA高度集成的"电池热管理系统"和"电池管理系统BMS"。
据介绍，TSLA电池热管理系统类似高性能电脑的水冷散热器，即电池被管道包围，而管道内流动着二元醇型冷却液，它能够兼顾制热和制冷两种工况，电池、电机、车载充电器和空调系统均和热管理系统相连，热量在有要时，智能在上述部件间交换。例如在冬天，电机出现的多余热量可被用于帮助电池达到最佳的工作温度。当然，冷却液可改变循环路径，从另一方向泵入，确保系统已升温或冷却至最佳工作温度。"TSLA特有的Superbottle专利技术将传统冷却液储罐提升成了智能冷却液储罐，集成了侧面的两个水泵、切换阀、散热器和电子控制器。"
据悉，更新后的ModelY和新款Model3在热管理系统上引入了一个非常重要的热管理方式——热泵。"通过控制膨胀阀开度，止向阀动作来控制冷媒的循环，通过控制八通阀OctoValve的位置来控制冷却液的循环。整个控制系统非常复杂，总共有15种模式，12种制热模式，3种制冷模式。"通过精密复杂的多种模式控制，TSLA电池热管理系统保持电池温度稳定，以便长期和短时间内提高车辆续航、最大化电池寿命、提升里程，优化整体性能。
除了电池热管理系统外，电池管理系统BMS也是TSLA电池效能优势的一大助力。BMS系统内每个区域都设置了温度传感器；在充放电过程中，电池输入输出的电流都将实时被记录；还会监测电池的绝缘特性，确保电池高压和车身充分隔离；系统还会对上述监测功能实时进行诊断和校验。这就保证电池的工作状态始终维持在满足车辆要求的动力情况下，保护电池单体免受损坏，防止出现安全事故，另外延长电池的使用寿命。
在整车架构上，TSLA将电池包置于底板上，以电池的重量带来极低的重心，同时电池底部外壳用大于3mm的结构铝合金制作，内部有加强梁支撑，坚固的结构无形中也为车辆乘员舱新增了一层保护。此外，TSLA在电池外壳和电池芯底部之间设计了约2公分的空隙，所以一般的拖地磕碰等情况都不会碰触到电芯。防撞梁、电池离地间隙高度等都是TSLA人多年的安全相关经验所总结的优秀成果，异常坚固的结构设计，使得TSLA电池包在实际用车中极少遭到严重的损坏。
整体来看，从最基础的电芯到模组再到整车设计，TSLA均集成了多种科技和防护技术，可以说将电池安全上升到了一个新高度。也正因此，TSLA几乎可以做到同时满足多个国家和地区的动力锂电池强制标准，如我国GB系列；国际UN、IEC、ISO系列以及行业SAE系列等。
"TSLA每一款电池和电芯在上市前，都必须通过比国家强制标准更加严苛的内部测试，其中涉及电芯安全和电池安全测试项目可达上百项，例如各类常见的滥用试验等。上千项的性能，机械，电气，环境耐久和寿命等试验考核之后，TSLA才会让确保安全的产品正式量产。"上述工作人员最后强调表示。
