深度剖析特斯拉的电池系统-北极星储能网

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特斯拉(TESLA)成立于 2003 年，是一家从事纯电动车设计、制造和销售的公司，同时也为第三方提供储能系统的方案设计和生产服务。公司在能量传输设计、整车设计、制造工艺和能量存储技术方面具有强大的核心竞争力。 2010 年 6 月 29 日，特斯拉在纳斯达克上市。

1.特斯拉公司简介

据公司 2016 年年报，报告期内特斯拉营收达 70 亿美元，同比增长 73%，净亏损由 2015 年的8.8 亿缩小到 6.75 亿。汽车销量方面，公司全年交付量为 76230 台，同比提升 50%。同时，特斯拉宣布了 2017 年上半年的交付目标，为 4.7-5.0 万台 ModelS 和ModelX，较去年同期提升61%-71%，而下半年的产量目标要取决于 Model3 投产的具体情况。此外，特斯拉超级工厂建设进度大幅加快，预计在 2018 年将实现 35GWh 的年产能。

目前，特斯拉只涉足了两个相对较小的高端轿车和 SUV 细分市场。目前，整车产品有三种车型， Model S(豪华电动轿跑， 2012 年 6 月 22 日首次推出)、 ModelX(豪华电动SUV，2015 年 9 月首次交货)、Model 3。随着平民级电动车 Model 3、紧凑型 SUVModel Y以及小型卡车 Semi 的推出，特斯拉将进军更多的细分市场。

除整车产品外，特斯拉拥有独立的可提供给第三方的储能产品 Powerwall 和PowerPack。储能产品在电力需求低谷时低价充电，在电力需求高峰时段输出，可为家庭、企业或公共事业提供节能合理的用电方案。

2016 年 8 月 2 日，特斯拉与太阳城公司(SolarCity)达成合并协议，将共创世界上唯一一家垂直整合的可持续能源公司，创造出完全整合的民用、商用和电网级产品，改善能源的生成、储存和消耗方式。

2.特斯拉的电池系统

电池系统是电动车的动力来源，是整个产业链中最核心的系统成分。以特斯拉ModelS 为例，其电池系统(锂电池+电池管理系统)成本占比为 56%，而传统的轿车发动机占比大约只有15%-25%。到了 2016 年，电池系统的成本占比有所下降，且成本结构也有所变化，单体电池的成本占到了 83%，电池管理系统的成本占比约为 13%，剩余 4%为电池冷却系统。

通过对特斯拉电池系统的构成以及特斯拉配套充电设施进行详尽的梳理，我们可以对特斯拉的电池产业链有一个直观、深入的认识，对于其它新能源汽车也可以起到触类旁通的作用。目前电池系统的成本是制约特斯拉及其它新能源汽车发展最主要的因素之一，了解了电池系统就相当于拥有了解开新能源汽车产业的钥匙。

电动车要想具备实用性，就必须考量它一次充电后的续航性及其充电的便捷性，要了解这两点就必须关注其电池的构造以及充电设备的充电速度和设备分布。

Model S 曾推出的搭配电池功率型号有 40、 60、 70、 75、 85、 90、 100kWh，对于85kWh 及以上型号，还有一些提供更出色的动力性能的性能版可供选择，比如 Perf 版和 Ludicrous 版。不同的型号，每次充满电所能最大行驶的距离和最大马力不同。随着技术的进步和为了更加迎合人们的需求，特斯拉陆续取消了一些 Model S 电池型号，现今仍可以订购的功率型号为 75、 90、 100kWh。

而 Model X 则推出过 60、 70、 75、 90、 100kWh 的型号，现在可以订购的只有70 和 100kWh 的型号。

据中关村在线的资讯显示，特斯拉设计的 Model 3 电动车基本版本的电池组功率约为 60 kWh。而根雷锋网据 Musk 的 Twitter 及相关信息进行了推测，可能最高只有 75kWh版本。这主要是由于 Model 3 相比于 Model S 和 Model X，车轮的轴距更小，同时 Model3 的定位也是作为入门款。根据 Elon Musk 7 月 9 日的推特消息，第一辆 Model 3 已于当天下线，同时特斯拉将在 7月 28 日为首批 30 名订购 Model 3 的消费者举行交付仪式。

另外，Model 3 使用电池也不同于 Model S 与 Model X。在特斯拉汽车日本公司 2015年 7 月 15日举行的媒体说明会上，美国总公司的电池技术总监 KurtKelty 公布了 Model3 将使用全新21700 锂电池的消息，其能量密度将比用于 Model S 与 Model X 的 18650锂电池高 30%。

3.电池及电池板的构造

不同于其它电动汽车，特斯拉使用的电池并非专用的整块大电池，而是将几千个圆柱形小电池组装起来。

Model S 与 Model X 目前使用的都是松下供应的 18650NCA 特制电池，这种圆柱形电池横截面直径为 18 毫米，高 65 毫米。常规款的 18650 锂电池被广泛地使用于笔记本电脑的电芯中，其化学式构成为 LiNiCoAlO2。

采用单个电池的优点在于单个的 18650 电池发生爆炸威力有限，即使并联的一个电池单元出现故障，最多使续航距离缩短一块电池单元所提供的行驶距离。而且该款电池工艺成熟，适合大批量生产。同时电池一致性好、成本低。而由于特斯拉电动车本身优良的热管理系统，松下为特斯拉特制的 18650 电池相比于常规款得以移除一些多余的安全设施，从而变得更轻更便宜。同时，特斯拉又在每个电芯上都安装了保险丝，而不是通常地在整个电池组设置保险装置。

由于动力系统采用的是小型单体电池，特斯拉的电池系统构造就显得异常复杂和精巧。以Model S 85 kWh 型号为例，电池板共分为 16 个电池组，如下图所示的每一个矩形块均为一个电池组，最右侧堆叠了两组。电池组之间串联连接，电压共 402 伏。特斯拉的每个电池组又由6 个单体电池包串联而成，每个电池包由 74 节 18650 电池并联而成。为了方便电池组内的散热管路的安放，单体电池包的采用不规则的布置。

因此，Model S 85kWh 型号使用了多达 7104 节电池，按照 3.6V 的工作电压和 3.2Ah的电容量来计算的话，总电量约为 82kWh，略低于车型说明的电量。这 7000 多节电池组成的电池组重量将近 700 公斤，占了整台车重量近一半。类似地， 100kWh 型号电池板使用了共 8256 节单体电池，同样分为 16 个电池组。

原标题：特斯拉电池管理系统深度剖析

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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