松下官网显示,型号为NCR18650的锂电池是一款高能量模型(HighCapacity)电池,该电池的名义伏特数为3.6V,名义最小容量为2750毫安时,重量为45.5克。并且,在特斯拉第二代车型Model S上使用的18650比之前Roadster的能量密度高出3成。
据特斯拉首席技术官JB Straubel表述:从Roadster到Model S”转型”的四年时间,电池组成本已经下降了约44%,并且仍然会继续下降。松下曾在2010年向特斯拉投资3000万美元,成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议,将负责特斯拉今后5年全部车辆的电池供应。按照特斯拉目前预计每年2万辆的产量,松下18650将装配在超过8万台Model S上。
6831节锂电池的神奇重组
18650存在安全风险是不争的事实,特斯拉如何”搞定”这一硬伤?秘密武器在于其电池管理系统,给出的解决方案是将6831节2安时左右的松下18650封装电池通过串联和并联结合在一起。
要驱动一辆电动车,需要大量的18650电池,Tesla Roadster的电池系统包含6831节小电池,而Tesla Model S更是高达8000节,如何排列组装这些数量众多的小电池尤为重要。
这时候,特斯拉创始人之一Marc Tarpenning以往的经验派上了用场。他曾是这个领域的专家并成功出售过一家公司。他把网络控制领域用程序控制成百上万台服务器的模式搬到了特斯拉电池系统控制领域,通过一年的DOE(design of experiment,实验设计),用分层次管理的办法成功控制了这6831节小电池以及电压和温度:
69个18650电池被并联封装成一个电池砖;
99个电池砖串联成一个电池片;
11个电池片组成一个电池包,总计6831节。
仅仅有这些层次还不够,对于每一个层次都要进行监控,于是他们在每个电池单元、每个电池砖、每个电池片的两端均设置有保险丝,一旦电池过热或者电流过大则立刻融断,断开输出。
仅仅有保险丝还是不够,于是:
在每个电池片上,均设置有BMB (Battery Monitor board)即电池监控板,用以监控每个电池砖的电压,温度以及整个电池片的输出电压。
在整个电池包上,设置有BSM(Battery System Monitor),用以监控整个电池包的工作环境。包括电池包的电流,电压,温度,湿度,方位,烟雾等。
在整车层面,设置有VSM (Vehicle SystemMonitor),用以监控BSM。
这样一套电池控制系统成为Tesla的技术核心,当特斯拉刚刚公布这套造价高昂的系统时(传言高于20000美金),很多业内人士不约而同地对其唱衰,认为将7000个电池放在汽车里的行为是可笑的。但事实却给予他们有力的回应,雪佛兰Volt起火、Fisker Karma车型更是一年内发生三次自燃事件,而反观特斯拉,不论是Roadster还是Tesla Model S都从未发生过起火自燃事件。
特斯拉已经和丰田、戴姆勒等厂商在电动车领域进行合作,包括为smart、奔驰A级、奔驰B级等车型电动版提供电池动力,给丰田RAV4电动车提供电池组和电机等。目前戴姆勒持有特斯拉4.3%的股份,丰田也持有特斯拉2.9%的股份。但是由于特斯拉正式投入市场的产品时间不长且数量不多,理论上完美的特斯拉电池系统还需继续面临实践检验。

