【智享新动力】TESLA电池系统拆解分析
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特斯拉纯电动汽车的动力电池拆装随着电动汽车的快速发展,特斯拉作为电动汽车领域的领军企业,备受用户的青睐。
特斯拉纯电动汽车拥有优秀的动力电池系统,其拆装过程十分复杂,需要经过严格的专业训练和操作。
本文将深入阐述特斯拉纯电动汽车的动力电池拆装过程。
一、动力电池的组成特斯拉纯电动汽车的动力电池是由数百节锂离子电池单元组成的。
这些电池单元通过电池管理系统进行控制,形成高压电池组。
电池组还包括继电器、冷却系统、加热系统等多种部件。
拆卸动力电池需要先了解其内部结构和组成部分。
二、拆卸前的准备工作1. 安全防护:拆卸动力电池是一项高风险的操作,需要穿戴符合要求的防护用具,包括绝缘手套、护目镜等。
2. 车辆准备:首先需要将汽车停靠在平整地面上,并对车辆进行整体断电操作,确保动力电池处于安全状态。
3. 环境准备:由于动力电池中含有大量的有害物质,拆卸过程需要在专门的通风设施下进行,确保操作人员的安全。
三、电池拆卸过程1. 解除连接件:首先需要将动力电池与汽车的连接件进行解除,包括高压连接器、控制模块等。
2. 拆卸支架:动力电池通常安装在车辆底盘的特定位置,需要拆除相关的支架和固定螺栓。
3. 拆卸电池组:根据特斯拉冠方的拆卸手册,以及相关的拆卸工具,逐步拆卸动力电池组。
4. 包装运输:拆卸后的动力电池需要进行专门的包装和标识,确保在运输和储存过程中不会引发危险。
四、安全注意事项1. 严格按照操作手册进行操作,避免操作失误导致事故。
2. 在操作过程中,避免产生静电,并注意防止短路。
3. 严格遵守相关安全规定,防止动力电池的损坏和泄漏。
四、拆卸后的处理拆卸后的动力电池需要进行专门的处理,这包括对电池的充放电操作、检测电池的健康状态、处理废旧电池等环节。
通过本文的阐述,读者可以更好地了解特斯拉纯电动汽车的动力电池拆卸过程。
特斯拉作为电动汽车行业的领军企业,其动力电池系统的拆卸过程十分复杂,需要专业的技术和操作经验。
为了确保操作安全和电池的完好性,建议在需要拆卸动力电池时,寻求专业的售后服务人员进行操作,切勿私自进行拆卸。
拆解特斯拉电池包时尚的外形、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。
电池外观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。
拆解电池板及连接细节电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。
其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
总保险丝位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。
其采用德国Bussmann巴斯曼,额定工作电流为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。
市场价格在600元左右。
电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上,整体结构紧凑,平铺有利于散热。
每一组电池组由六组单体电池包串联而成,但单体电池包的布置并没有采用均衡布置,而是采用不规则的结果,猜测是为了方便电池组内的散热管路布置。
深度拆解特斯拉电池管理系统:到底哪里“牛”?自从Model S上市以来,似乎已经被拆解无数遍了,这也从一个侧面印证了特斯拉(Tesla)在电动汽车市场初期的标杆地位。
一、动力总成构成:Model S动力总成主要分为这几部分:动力电池系统ESS、交流感应电机Drive Unit、车载充电机Charger、高压配电盒HV Junction Box、加热器PTC heater、空调压缩机A/C compressor和直流转换器DCDC。
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440N·m。
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。
Tesla Model3的三电系统内部拆解分析
01 底盘02 电驱03 电控04 电池
▲Tesla Model3电池包在整车的布置
长行驶里程Model 3的电池组电压为350V,容量为230Ah,所以达到80.5kWh。
基本型号(50 kWh)提供220英里行驶里程。
▲Tesla Model3电池包
▲Tesla-3-Battery-0-Entire-Pack
▲Tesla Model3电池包构成
Model 3 的电池组由四个比例不同的模组构成。
其中两个模组由25 个电池单元构成,另外两个模组由23 个电池单元构成。
每个电池单元有46 个21700 电芯,Model 3 总共有4416 颗2170 电芯。
▲Tesla Model3电池包构成
电池管理和充电控制和DCDC、车载充电机、PDU都被集成进一个单一单元。
▲Tesla Model3电池包内部结构
电池组的外壳中直接集成了大量电子元件,缩小体积的同时,减轻了重量。
▲battery-pack-controller-module-diagram
Model 3并没有采用与model s相同的18650型电池,反而用上了更好、更先进的21700电池。
Tesla终极拆解——Tesla电池组首次大揭秘(一)
不知各位是否记得国内有个叫游侠汽车的团队在打造纯电动车,2 个月前他们的Demo 已经能跑起来了。
但说白了,那只是一辆从二手现代酷派跑车改装过来的电动车,他们距离真正制造一辆电动车还有很长的路要走。
不过,前一阵子GeekCar 的小伙伴听说游侠汽车拆解了一辆Tesla。
俗话说得好,要成功必须向成功者学习。
所以游侠汽车用这种“简单粗暴”的方式向Tesla 学习的精神倒是挺值得称赞的。
于是我们实地走访了游侠汽车的“制造工厂”,终于见到了这辆被完全拆散的Tesla。
这一次先和大家分享一下Tesla 的电池部分。
我们都知道85kW‧h 版本的Tesla 电池组由近7000 节18650 锂电池构成。
但电池组的实际情况,却没多少人见过。
之前网上发布的电池分析大都是基于Tesla 的电池专利而分析得出的。
这次就由GeekCar 的小伙伴为大家揭开Tesla 电池的最后一层神秘面纱。
电池模块
这张图是Model S 底盘整个电池组的全景图,Model S 一共有16 块电池组,最下面的空挡那块原来有两块电池,上图中已经被游侠汽车拆了下来。
Tesla 在每一块电池组上都覆盖一块玻纤板对电池进行简单的保护。
每两块
电池之间都有金属梁隔开。
图中左下角是整个电池组的保险丝,右侧是电池的
冷却液接口和冷却液加注口。
单块电池组
这块儿就是Tesla 非常高大上锂电池组,在这块板上一共有444 节电池,每。
拆解特斯拉电池包时尚的外形、百公里加速秒、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。
电池外观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。
拆解电池板及连接细节电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。
其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
总保险丝位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。
其采用德国Bussmann巴斯曼,额定工作电流为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。
市场价格在600元左右。
电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上,整体结构紧凑,平铺有利于散热。
每一组电池组由六组单体电池包串联而成,但单体电池包的布置并没有采用均衡布置,而是采用不规则的结果,猜测是为了方便电池组内的散热管路布置。
◆文/北京 冯永忠特斯拉Model Y动力电池直流——拆卸一、拆卸动力电池直流输入总成1.打开4个车门,锁定后车门,防止断电时后车门意外关闭(图1)。
2.降下全部4个车窗(图2)。
3.前移左前座椅(图3)。
4.前移右前座椅(图4)。
5.打开前机舱盖,拆下后挡板(图5~7)。
6.拆下第二排座椅座垫。
将座椅座垫的前边缘向上抬起,断开座椅电气接头,从框架上拆下座垫(图8、图9)。
7.拆下部分左后车门密封条(图10)。
8.拆下左后门槛饰板,会发现有5个卡子(图11、图12)。
9.同样拆下部分右后车门密封条,拆下右后门槛饰板,有5个卡子(图13、图14)。
10.拆下后主座舱毡毯固定到车辆的3个推拉式卡子(图15)。
图8图9图10图1111.拆下将40座椅框架固定到车身的4条紧固螺栓(图16)。
12.放倒40座椅,断开座椅电气接头,从车上拆下第二排的40座椅总成(图17、图18)。
13.拆下将60座椅框架固定到车身的5条紧固螺栓(图19)。
14.放倒60座椅,断开座椅电气接头和卡子,从车上拆下第二排的60座椅总成(图20、图21)。
15.从中央显示屏断开车辆电源。
点击“控制-安全&保障-车辆电源-断开电源”(图22)。
16.断开12V低压蓄电池负极端子和应急救援回路(图23、图24)。
图12图13图15图18图21图2217.取出口袋中的所有物品并确保未佩戴手表等金属饰物。
18.使用前检查高压绝缘手套是否损坏,佩戴高压绝缘手套和皮革手套(图25)。
19.拆下将探针盖板固定到高压配电盒盖的2条螺栓,螺栓拆下后弃用,从高压配电盒盖上拆下探针盖板(图26)。
20.验证没有高电压。
测量高电压元件时,务必佩戴绝缘手套和护目镜等个人防护装备,测量B+至接地、B-至接地、B+至B-的电压;如果电压大于10V,则说明电池包触点开关没有断开或熔焊,不能继续拆卸(图27~29)。
21.检查探针盖板密封垫是否有损坏,然后使用两条新螺栓,把探针盖板安装在高压配电盒盖上,脱下高压绝缘手套(图30、图31)。
特斯拉Model3三电拆解(电池、电机、电控)
特斯拉Model3 三电拆解(电池、电机、电控)
01 特斯拉Model3底盘
▲Tesla Model3双电机四驱版本
双电机全时四轮驱动版Model 3的续航里程为310英里(498公里),0-60英里(0-96.5公里)/小时加速时间为4.5秒,最高时速为140英里(225公里)/小时
▲Tesla Model3单电机后驱版本
后轮驱动版的官方0-60英里(0-96.5公里)/小时加速时间为5.1秒。
Model 3双电机四驱版的最高时速和里程与Model 3单电机版相同。
02 特斯拉Model3电驱
Model 3车型已改用永磁同步交流(PMAC)电机,Tesla在其EPA 认证文件中披露了电机类型:驱动电机—交流3相PM电机,192Kw,258hp。
基本型号的电机与长行驶里程型号的电机可能大小不同。
▲Tesla Model3悬架和驱动系统
特斯拉Model 3选择永磁电机,是为了提升车辆的性能及能效,以便更好地解决成本最小化等难题,还有助于提升其性能和续航里程数。
▲Tesla Model 3 based hub-motor/gearbox
▲Tesla Model3电驱系统,整个动力总成系统非常紧凑
动力系统垂直集成显著提升:除了松下电池,整个EV驱动系统在特斯拉内部完成。
特斯拉电驱系统终极拆解篇(一)伴随着蔚来ES8出世,来自XPT智能化电动平台,采用了和特斯拉Model X类似的交流异步电机,电池、双电机布局和四驱都比较相仿,两者都采用了弹匣式可换电池技术,不得不佩服,蔚来其实还是做到了一个成功的“跟随者”,这样一来,国内各大BAT再次掀起一股探讨分解Tesla技术的热潮,站在巨人的肩膀上,看看到底有哪些技术值得我们学习的地方。
特斯拉电动汽车三大件(电池、电机、控制)在网上的拆解资料已不了,电池、电机拆解技术文章与视频相对较多,的在此不再详述,还是重点介绍一下电机驱动控制系统(MCU)。
一、特斯拉Model X与蔚来ES8整框架比较1、Tesla Model X四驱方案2、蔚来ES8四驱方案二、特斯拉Model X 电驱动系统上一代的Tesla采用的是后驱大圆桶式的控制器,各大网上阐述的资料较多,相对体积也较大和复杂,如下图所示:现在重点讲的是新的一代电驱系统总成,前后驱基本一致只的悬挂上有区别,新一代电驱系统,它集成了电机、减速器、电控于一体,体积非常紧凑,电机部分如西瓜般大小,电机功率可达300KW。
电控制部分如下图:1、控制器整体外形下面就一层层来分解,大体分为三层:第一层为主控制部分,简称控制主板,MCU采用TI公司的TMS320F2611P8KO芯片,为了达到高速运行时快速强大的运算和处理能力,还使用了一颗ACTE的LA3P125VQG100芯片配合使用,确保系统的稳定可靠性,更详细的主板硬件下次单独拆解并出原理图。
主板正反面图如下:第二层为驱动电路部分,简称驱动板。
驱动板上电路包括电源转换及驱动电路,电源部分采用TDK变压器,输入电压为DC/DC电压12V;输出三路+15V 和-8V电压,供三相驱动IBGT芯片使用。
驱动电路部分,驱动IGBT模块采用INFIEON的1ED020I12F/A2芯片,驱动电流可达+2A/-2A,一共使用6颗芯片。
采用推挽输出,更详细的驱动板下次单独详解。
特斯拉电桥拆解分析报告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。
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。
电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。
其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
总位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。
其采用xxBussmannxxx,额定工作为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。
市场价格在600元左右。
电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上,整体结构紧凑,平铺有利于散热。
每一组电池组由六组单体电池包串联而成,但单体电池包的布置并没有采用均衡布置,而是采用不规则的结果,猜测是为了方便电池组内的散热管路布置。
了整个电池板的电压为313.8V,单体电池组电压为196.3V。
显然这块电池并没有达到额定的输出电压,可能电池电量并不充足所导致。
电池组内每一节电池都有保险丝链接着,以防单节电池过热危及整体电池过热,并且每节电池保险丝非常精美。
电池组中央有线连接到电池控制模块,这些线用来检测电池组的电压,从而保证电池组正常工作。
特斯拉电池拆解图分析
自上世纪70年代诞生以来,锂电池成功进入了每个人的生活,但在科技进步如此神速的年代,却没有新的能量存储技术能替代其地位,这足以说明锂电池性能之优越,用途之广泛。
随着新能源汽车高速发展,锂电池将得到充分的发展。
提到新能源汽车,就不得不说下马斯克的特斯拉了。
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。
不逊于传统燃油车的性能表现,让特斯拉获得了巨大的成功。
同样的锂电池,为何在特斯拉上会有如此不俗的表现?是电动机技术高超?还是电池技术先进?下面和小编一起来看看特斯拉电池真实拆解与分析
特斯拉电池真实拆解与分析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。
1、电池外观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。
2、拆解电池板及连接细节电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
拆解特斯拉电池包时尚的外形、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。
电池外观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。
拆解电池板及连接细节电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。
其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
总保险丝位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。
其采用德国Bussmann巴斯曼,额定工作电流为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。
市场价格在600元左右。
电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上,整体结构紧凑,平铺有利于散热。
每一组电池组由六组单体电池包串联而成,但单体电池包的布置并没有采用均衡布置,而是采用不规则的结果,猜测是为了方便电池组的散热管路布置。
特斯拉Model3 三电拆解(电池、电机、电控)
01 特斯拉Model3底盘
▲Tesla Model3双电机四驱版本
双电机全时四轮驱动版Model 3的续航里程为310英里(498公里),0-60英里(0-96.5公里)/小时加速时间为4.5秒,最高时速为140英里(225公里)/小时
▲Tesla Model3单电机后驱版本
后轮驱动版的官方0-60英里(0-96.5公里)/小时加速时间为5.1秒。
Model 3双电机四驱版的最高时速和里程与Model 3单电机版相同。
02 特斯拉Model3电驱
Model 3车型已改用永磁同步交流(PMAC)电机,Tesla在其EPA认证文件中披露了电机类型:驱动电机—交流3相PM电机,192Kw,258hp。
基本型号的电机与长行驶里程型号的电机可能大小不同。
▲Tesla Model3悬架和驱动系统
特斯拉Model 3选择永磁电机,是为了提升车辆的性能及能效,以便更好地解决成本最小化等难题,还有助于提升其性能和续航里程数。
▲Tesla Model 3 based hub-motor/gearbox
▲Tesla Model3电驱系统,整个动力总成系统非常紧凑
动力系统垂直集成显著提升:除了松下电池,整个EV驱动系统在特斯拉内部完成。
拆解特斯拉电池包时尚的外形、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。
电池外观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。
拆解电池板及连接细节电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。
护板下面才是电池组。
护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。
外观来看电池组保护的不错。
特斯拉Model S电池组板看似非常高大上。
其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
因此特斯拉Model S电池组板由7104节18650锂电池组成。
总保险丝位于电池版的前端,并且有外壳保护以防受到撞击。
其采用德国Bussmann巴斯曼,额定工作电流为630A,额定电压为690V,分断电流700-200kA,在全球化趋势下该保险丝在印度制造。
市场价格在600元左右。
TESLA Roadster纯电动车电池系统拆解分析
TESLA汽车有限公司(TeslaMotors,Inc.)是一家2003年诞生于美国加州硅谷的电动车辆制造商。
2008年2月,TESLA正式推出首款产品—Roadster(双门纯电动敞篷跑车),目前已经销往31个国家,累计交付超过1600辆。
TESLA Roadster外观图
TESLA Roadster动力性能优异,整车各项参数如下:
整备质量1235kg;
电池系统可用能量为53kWh;
0~100km/h加速3.9秒;
最高时速可以达到200km/h;
最大输出功率215kW;
最大扭矩400Nm;
最大续驶里程可以达到390km,甚至创造过单次充电行驶501公里的世界量产电动车续驶里程纪录;
电池—里程(Battery to Wheel)的转换率可达135Wh/km(EPA公路循环)。
TESLA Roadster出色的动力性能不仅得益于碳纤维材料在车身上的应用,更
离不开所搭载的动力电池系统的卓越表现。
动力电池系统布置示意图
其动力电池系统参数如下表所示:
电芯类型 18650(3.7V,2.17Ah)
电芯数量 6831
串并形式 11S9S69P
可用能量 53kWh
容量 150Ah
重量 450kg
能量密度 120Wh/kg
持续输出功率53kW
额定电压
366V
(297V min,411Vmax)
辅助设备电压12V
充电时间 3~5hours
动力电池系统外观及其在车辆上的装配位置
TESLA选择使用18650电芯组成Roadster的电池系统,总计共使用了6831节电芯。
其组成结构如下:
1、由69节18650电芯构成一个“Brick”,每个“Brick”中的电芯全部并联在一起;
2、9个“Brick”串联构成一个“Sheet”;
3、11个“Sheet”串联之后,构成整个电池系统,在电池系统中,“Sheet”是最小的可更换单元。
电芯“Brick”“Sheet”电池系统
TESLA之所以在其首款量产电动车上配备由18650电芯组成的电池系统,是其认为过去15年多的时间里18650电芯在消费类电子产品中得到了广泛的应用。
全球每年要生产数十亿个18650单元,其安全级别不断提高,所积累的先进技术完全能够应用于车载电池领域。
并且,消费类电子产品对18650电芯的大量需求可帮助其在降低成本的同时
提高电芯的能量密度。
另外,由于每个电芯的尺寸较小,则电芯的能量可控制在较小的范围。
与使用大尺寸电芯的电池组相比,即使电池组的某个电芯发生故障,也能降低故障带来的影响。
从散热角度分析,18650电芯的“表面积/体积”与方形电芯(假设其容量为18650电芯的20倍)相比,约为方形电芯的7倍,这将大大增加18650电芯在散热方面的优势。
为了确保电池系统安全性,TESLA从电芯到电池系统采取了多种安全措施,
其中包括:
1、电芯的安全措施
1)在电芯正极附近装有PTC(Positive Temperature Coefficient)装置,当电芯内部温度增高时其电阻会相应增高,从而起到限流作用;
2)电芯内部均装有CID(Current Interrupt Device),当电芯内部压力超过安全限值时会自动断开,从而切断内部电路;
3)电芯材料选择,显著影响电芯在热失控情况下的易燃性,并提高燃点温度;
2、电池系统的安全措施
1)电池系统外壳体采用铝材,结构强度较高,并且电池箱体后部设有通气孔,以防止箱体内部气压过高;
电池箱体后部通气孔详图
2)每个电芯的正、负极均设有保险丝,如果个别电芯发生短路,此安全设计可以实现问题电芯与系统之间电路快速断开;
电芯正、负极均设有保险丝
“Sheet”上模架通过绝缘垫片和圆柱形帽结构对电芯正极或负极端面进行限位,并且“Sheet”中个别电芯端面与模架间打胶固定。
电芯及其在“Sheet”中的固定方式
“Brick”的极板与电池模架之间通过环氧树脂胶固定,电压采样点通过铆接方式与极板相连。
电池极板及采样点连接方式
3)部分“Sheet”设有保险装置,如下图所示,“U”表示无保险,“F”
表示有保险。
一旦“Sheet”电流超过限值,保险立刻融断,保证系
统安全。
“Sheet”细节图
“Sheet”之间由金属编织铜排串联,外部有塑料外壳(橙色)提供
绝缘保护,其中的红色垫片功能类似铆接螺母;
间连接图
“Sheet”
4)每个“Sheet”均设置有电池监控板—BMB(Battery Monitor Board),用以监控“Sheet”内每个“Brick”的电压、温度以及整个“Sheet”
的输出电压;
BMB安装位置
5)电池系统内设置有电池系统监控板—BSM(Battery SystemMonitor),其通过相应传感器监控整个电池系统的工作环境,其中包括电流、电压、温度、湿度、烟雾以及惯性加速度(用于监测车辆是否发生碰撞)、姿态(用于监测车辆是否发生翻滚)等。
并且,可以与车辆系统监控
板—VSM(VehicleSystemMonitor)通过标准CAN总线实现通信;
BSM安装位置
6)电池系统内部设置有冷却装置,冷却液为水和乙二醇的混合物(比例为1:1),冷却装置的管路接口如下图所示:
电池系统外部管路接口
以下图片显示了“Sheet”内部冷却管路的布置:
电池模块“Sheet”内部冷却管路布置与接口
电池系统中的共计6831只18650电芯的表面积合计可以达到约27m2,并且每只18650电芯附近均布置有冷却管路,冷却管路与电
芯间填充有绝缘导热胶质材料(下图中蓝色部分),固化后非常坚硬。
在这些因素的作用下,电芯可以将热量快速传递至外部环境,并在
电池系统内部保持热平衡。
电池模块“Sheet”内部冷却管路与导热介质
冷却液的进、出管路设计为交叉布置方式,共分为4个接口,如下
左图所示。
接口分别为2个进口和2个出口,布置方式如下中图所示:
这种设计方式可以有效避免因为管道过长而使得管道始、末端冷却液温度差异过大,进而造成电芯温度差异过大。
另外,每条进、出管道
又分为2个子管道(如上右图所示),使得冷却液与管道接触面积增加,提高热传递效率。
7)高压电气系统设计特点。
电池箱体内部由11个SHEET串联,两边空隙处安装各电器元件,其中包括:DC/DC、Relay(2个EV200)、预充电阻、FUSE、BSM等。
以下为电池系统的电气原理图和器件布置详图:
电气原理图
高压器件布置详图
下表为主要高压器件的型号说明:
名称厂家型号(参数)图示继电器泰科EV200
快速
熔断器Bussmann
Limitron fast‐acting fuse
Symbol&
KLM‐10
(600V‐30A60/75°C)
“Sheet”熔断器Ferraz shawmut
A50QS400‐4
400A,500VAC200AI.R,500VDC
200AI.R,150°C,0.235mΩ
预充电阻RARA
ELECTRONICS
CORPORATION
E227820ulf200C,39ΩJ,2500V
参考文献:
[1]Gene Berdichevsky,Kurt Kelty,JBStraubel and Erik Toomre,The TeslaRoadster Battery System,TeslaMotors,2007.8.16.
[2]Scott Kohn,Gene Berdichevsky,Brian Charles Hewett.Tunable Frangible Battery Pack System. United States Patent,7923144B2,2011.4.12.
[3]/w/index.php?oldid=382256474。