自特斯拉(Tesla)电动汽车面世以来,其动力电池系统PACK技术早已经历了三代大大的改版与提高,这三代电池系统技术分别对应的车型为:第1代电池系统PACK技术:Roadester第2代电池系统PACK技术:ModelS/X第3代电池系统PACK技术:Model3虽然Model3尚没上市,但最近ModelSP100D电池包更加多信息的透露,为我们逐步揭露了Tesla第三代电池系统技术的谜样。电芯层面:从已曝光出有的信息和图片来看,100D依然使用圆柱电芯18650,这点与第一代和第二代产品完全相同,而Model3将使用21700型圆柱电芯。模组与PACK层面:与Roadster的第1代电池系统有所不同,ModelS与Model3的电池系统皆是“滑板式”,但在PACK布置和模组的设计不会有相当大有所不同。
这点可以从ModelSP100D的电池系统设计窥视一二。P100D(100度电)与P90D(90度电)的电池系统外形、尺寸几乎一样,这就意味著Tesla要在某种程度的尺寸空间内要多装进去10度电,同时还要能确保安全性与可靠性。在电芯指定的情况下,此时,就必须在模组和PACK技术层面做到更进一步的突破。
总的思路就是每个模组中取出更好的电芯,对比P90D/85电池模组(上)与P100D电池模组(下)P90D共计由16个模组包含,每个模组有444个电芯,74并,6串,总计7104个电芯;而100D某种程度由16个模组包含,但每个模组有516个电芯,86并,6串,总计8256个电芯。P100D维持整个电池包的电压恒定,每个模组划归更好的电芯,提升了过流能力。P90D的仅次于电流为1520A,P100D为1760A。这种模组级别的新的设计对TeslaModel3至关重要,P100D的电池系统正是对第三代电池系统技术最差的前期检验。
Musk曾经特别强调这种模组和系统层面构建技术的重要性,很多人会将电芯与电池技术混为一谈,二者实则有相当大的有所不同,特别是在是当你要处置成千上万颗电芯时,模组和PACK级别的技术复杂性将显得很有挑战性。电芯可以视作是全然的化学问题,而模组和PACK层面则更加多的是机械、电气和软硬件问题。
“Peopleoftenthinkthatabatteryandabatterypackisthesamething,butthetechnicalcomplexityonceyougettodoalargenumberofcellsinapackisverymuchonthemodule/packlevel.Youcanthinkofthecelllevelasbeingachemicalengineeringproblemandthemodule/packlevelasbeingamechanical,electricalandsoftwareengineeringproblem.”对于一定外形和体积的电池包,要想要提高电量,一般来说有两种方案:一是提高单个电芯的能量密度,这正是ModelSP85到P90Tesla所使用的方案(大约提高了6%,电芯能量密度大约也是5%-6%/年);二是PACK层面的新的设计,这是P90D到P100D升级时,Tesla的思路。根据有数的信息分析,P85的实际电量在81.5度左右,可用电量为77.5左右,P90D的实际电量在85.8度左右,能用为81.8度左右,而P100D的实际电量在102.4度左右,可用电量为98.4度左右。即通过模组与PACK系统层面的技术优化,某种程度体积的电池包,电量提高了20%左右(有报导回应,PACK的重量仅有减少了4%,P90D的电池重量大约为544kg)。
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