據(jù)外媒報道，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克希望將電動汽車電池的使用壽命延長至160萬公里。特斯拉最新提交的新專利有望加速實現(xiàn)這個目標，該專利描述了新的電池鋰化工藝，不僅能夠提高電池性能，還能節(jié)省成本。

以前的加熱方法有時會導致名為鋰基板L15AIO4的雜質(zhì)形成，而降低電池中的鋰含量雖然可以減少污染，但也會導致“電化學性能較差”。對此，特斯拉提交名為“鎳鈷鋁電極合成方法”的專利，修正了的鋰與其它金屬的比例，將限制電池材料生產(chǎn)加熱過程中雜質(zhì)的形成。

正如專利中所提到的，電池將被加熱到足以使單晶生長的溫度。修正后的鋰與其他金屬的比例將限制第一次加熱過程中雜質(zhì)的形成。然后，鋰將在低于第一個加熱周期的溫度下進行第二次加熱。參與該專利的研究人員指出，這一過程有助于開發(fā)無雜質(zhì)的單晶NCA，使電池可以達到4000多次充電周期。

特斯拉在專利中稱，污染物減少將有助于延長電池的整體使用壽命，幫助特斯拉在為其汽車生產(chǎn)160萬公里電池的道路上邁出了一大步。特斯拉電池技術(shù)的發(fā)展或使其電動汽車的使用壽命達到20到30年，甚至比普通的汽油動力汽車要長。

專利上列出的發(fā)明者名字包括電池專家兼研究員杰夫·達恩(JeffDahn)，他過去曾與特斯拉合作。達恩是加拿大達爾豪西大學研究小組負責人，他曾幫助特斯拉改進電池。達恩的研究通過發(fā)明新的電極組合(如本專利中描述的那種)和旨在進一步延長電池壽命的電解質(zhì)解決方案，幫助特斯拉開發(fā)了高質(zhì)量的電池組。

特斯拉的電池始終處于改進狀態(tài)，多年來，該公司用于車輛和儲能系統(tǒng)的電池密度變得更高。通過內(nèi)華達州超級工廠等設(shè)施實現(xiàn)的規(guī)模經(jīng)濟，也在很大程度上幫助特斯拉的電池成本降至每千瓦時100美元，這一水平被廣泛認為是電動汽車可以實現(xiàn)與內(nèi)燃機汽車平價的拐點。

除了提交電池專利，特斯拉還一直忙于收購電池公司，包括MaxwellTechnologies和HibarSystems。這兩家公司都在開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)更好電池質(zhì)量和更高效生產(chǎn)成本的技術(shù)。

揭秘特斯拉電池組的秘密

不遜于傳統(tǒng)燃油車的性能表現(xiàn)，讓特斯拉獲得了巨大的成功。同樣的鋰電池，為何在特斯拉上會有如此不俗的表現(xiàn)？是電動機技術(shù)高超？還是電池技術(shù)先進？

這不，為了探尋特斯拉電池的奧秘，國外牛人就將一輛ModelS的電池板給拆開了，一探究竟。

國外牛人直接給我們展示電池組。電池組安放前后軸之間的底盤位置，其重量可達900公斤。因此造成底盤重心較低，非常利于車輛的高速穩(wěn)定性。電池組幾乎占據(jù)車輛底盤的全部，但電池組并沒有作為承受力的主體，電池組有加強筋和受力框架保護，大大減低碰撞時的爆炸危險。

電池組整體有標明其身份的銘牌，其中標明了其容量為85kWh，400V直流電，簡單來說電池可以裝85度電，可供一個普通家庭使用一個月。

電池組表面不僅有塑料膜保護著，而且塑料膜下面還有防火材料的護板。護板下面才是電池組。護板通過螺栓與電池組框架連接，并且連接處充滿了密封粘合劑。外觀來看電池組保護的不錯。

特斯拉ModelS電池組板看似非常高大上。其電池組板由16組電池組串聯(lián)而成，并且每組電池組由444節(jié)鋰電池，每74節(jié)并聯(lián)形成。因此特斯拉ModelS電池組板由7104節(jié)18650鋰電池組成。

總保險絲位于電池版的前端，并且有外殼保護以防受到撞擊。其采用德國Bussmann巴斯曼，額定工作電流為630A，額定電壓為690V，分斷電流700-200kA，在全球化趨勢下該保險絲在印度制造。市場價格在600元左右。

電池板中的16塊電池組均衡平鋪在殼體上，整體結(jié)構(gòu)緊湊，平鋪有利于散熱。每一組電池組由六組單體電池包串聯(lián)而成，但單體電池包的布置并沒有采用均衡布置，而是采用不規(guī)則的結(jié)果，猜測是為了方便電池組內(nèi)的散熱管路布置。

測量了整個電池板的電壓為313.8V，單體電池組電壓為196.3V。顯然這塊電池并沒有達到額定的輸出電壓，可能電池電量并不充足所導致。

電池組內(nèi)每一節(jié)電池都有保險絲鏈接著，以防單節(jié)電池過熱危及整體電池過熱，并且每節(jié)電池保險絲焊接非常精美。電池組中央有線連接到電池控制模塊，這些線用來檢測電池組的電壓，從而保證電池組正常工作。

電池組整體由透明塑料殼包裹住，兩側(cè)有金屬散熱護板包圍。電池厚度比腳掌稍稍厚些，屬于扁長型電池組，從而導致車輛重心可大大降低?？傮w電池組保護的相當不錯。

18650鋰電池即普通筆記本電腦的鋰電池，眾多18650鋰電池組成單體電池包，再由電池包組成電池組，并由16組電池組構(gòu)成電池板。看似簡單，但實際需要解決很多連接和散熱的問題。

每一組電池組都由一條2/0主線串聯(lián)起來，主線位于電池板中央，并且有護板覆蓋著，較為隱蔽。2/0主線匯集電流后將連接到輸出端的接觸器。接觸器采用泰科電子專門為特斯拉生產(chǎn)的部件。

電池板中央有一條2/0主線，每組電池組都通過該主線串聯(lián)輸出電流，因此2/0主線尤其重要。特斯拉采用美國Champlain的專門為電動車生產(chǎn)的線纜，其最高可承受600V電壓，并且可在-70°-150°之間工作。2/0主線保護的相當不錯，不僅有護板保護，而且還有防火材料包裹。這一點可猜測其工作時有可能產(chǎn)生高溫。

電池板內(nèi)除了電池組外，最多都是“冷卻液”管路。每組電池都需要通入一定量的“冷卻液”。雖然“冷卻液”并沒有泵驅(qū)動主動流動，但整個電池板所有管路都是相通的，“冷卻液”可熱脹冷縮進行一定范圍流動。

“冷卻液”呈綠色，由50%的水和50%的乙二醇混合而成。“冷卻液”配合著鋁管使用主要是為了保持電池溫度的均衡，防止電池局部溫度過高導致電池性能下降。特斯拉的電池熱管理系統(tǒng)可將電池組之間的溫度控制在±2℃?？刂坪秒姵匕宓臏囟瓤裳娱L電池的使用壽命。

電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem簡稱BMS）是對電池組進行安全監(jiān)控及有效管理、提高蓄電池使用效率的裝置。對電動車而言，通過該系統(tǒng)對電池組充放電的有效控制，可達到增加續(xù)航里程、延長使用壽命、降低運行成本的目的，并保證電池組應(yīng)用的安全和可靠性。

電池管理系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)計算、能量管理、熱管理、安全管理、均衡控制和通信功能等。從電路圖上可看到，電池管理系統(tǒng)為特斯拉自行研發(fā)，擁有高度的知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。該系統(tǒng)能自行處理充放電以及發(fā)熱問題。相信國內(nèi)廠商較難山寨出來。

這次國外牛人自行拆解特斯拉ModelS讓我們了解更多細節(jié)。18650的數(shù)量決定于電池板的總?cè)萘浚讳X管與“冷卻液”配合使得電池發(fā)熱更加均衡；還有電池管理系統(tǒng)BMS復雜的處理使得電池完美充放電。

總得來說，ModelS電池保護的相當不錯，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計得恰當好，電池管理系統(tǒng)也相當細致。這些看似不是高端技術(shù)的技術(shù)，或許正是特斯拉成功的原因吧！EEWORLD，網(wǎng)易科技，汽車之家，搜狐