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图8 单体电芯以保险丝并联连接实物图(左)和示意图(右)
有“好事者”基于理论模型和假设,比较了采用小容量电芯并联组合与直接采用大容量电芯的可靠性差别(参见附录),也许这可以帮助我们更好地理解Tesla的设计依据。根据假设,如果单体电芯的可靠性不独立(并联电芯中有1只发生故障,包括其外部连接的保险丝断开,则并联组合失效),则大容量电芯、小容量电芯先并联后串联组合的可靠性基本相同;如果能做到单体电芯可靠性独立(并联电芯中有1只发生故障,并不影响其他并联电芯的使用),则采用小容量电芯并联反而可大幅度提高电池组的可靠性。因此不难理解,即使会增加装配成本,Tesla也要在单体电芯两端均焊接保险丝,其目的正是为了减少发生故障的电芯对周围其他电芯产生的影响,而这恰恰可以提高整个电池组的可靠性。
当然,细心的你肯定也会发现,“好事者”的可靠性计算基于这样的假设:电池可靠性仅与电极面积大小有关,且小容量电芯可靠性(0.999)高于大容量电芯(0.99)。这种假设认为:一是电芯是电池组可靠性的决定性因素,且大容量电芯可靠性一定比小容量电芯低;二是单体电芯的并联组合连接在工程实现上不存在困难。需要指出的是,上述假设在一定条件下可能不成立:一是随着电池设计及制造技术的进步,大容量电芯的可靠性会大幅提升,此时大容量电芯的优势将会体现出来;二是实际工程经验告诉我们,单体电芯成组的工程应用能力(例如焊接可靠性)也可能成为提高电池组可靠性的制约因素,而这也正是国内多数厂商选择大容量电芯的原因之一,其目的就是希望能通过减少单体电芯数量,降低成组设计和装配难度,尽量避开工程实现过程中各种问题(例如焊接位点过多,会造成焊接可靠性低)的困扰。
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