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獨特的電池管理技術 造就今天的特斯拉汽車

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年10月22日  

沒有這種獨特的電池管理技術,就沒有今天的特斯拉汽車。


但這種電池管理技術的發明者,并不是馬斯克——雖然馬斯克已成為特斯拉公司的代名詞——而是特斯拉現任首席技術官斯特勞貝爾(JBStraubel)。


早在2000年,斯特勞貝爾就把一輛保時捷,改造成世界上最快的電動汽車。


但改裝完之后,當他想駕駛這輛車去比賽時,卻遇到一個問題:改裝之后的這輛“電動保時捷”,雖然速度很快,可是其續航里程,卻只有30公里左右,而比賽地點俄勒岡,卻在1300公里之外。


怎么辦呢?


一般人的思路,肯定是租個拖車,把車拖到俄勒岡了事,而作為斯坦福大學工程學系畢業的斯特勞貝爾,卻想出了一個匪夷所思的方法。


斯特勞貝爾用后半部大眾汽車作為動力,推動保時捷改裝車去參賽


他花500美元買了輛大眾汽車,然后鋸成兩半,因為車的后部有發動機和驅動輪,他就把這后半個大眾汽車作為動力,安裝在那輛要參賽的“電動保時捷”后面,他在前面的保時捷汽車上,則可以操縱后面的大眾汽車引擎和后輪。斯特勞貝爾用這樣奇妙的方式,把參賽的保時捷汽車開到了參賽地點。


這次參賽,斯特勞貝爾改裝的保時捷打破世界紀錄,成為速度最快的電動汽車——在17.27秒內可以加速到79.14英里/小時。


正因為在電動汽車領域卓越的表現,斯特勞貝爾被招募進特斯拉,并出任特斯拉首席技術官,那時他剛滿31歲。


當斯特勞貝爾加入特斯拉時,特斯拉連自己的廠房都沒有,斯特勞貝爾不得不帶著技術團隊,在自家后院的小池塘旁邊,開始了電池管理系統的研發工作。


在研發的過程中,因為要進行各種嚴苛的測試,所以會經常出現電池爆炸,而工程師們也經常會被炸傷、燒傷,至今在斯特勞貝爾家后院的地上,被燒灼的痕跡仍隨處可見。


斯特勞貝爾團隊要解決的首要問題——如何防止電池爆炸起火,因為一旦發生這種情況,將是災難性的,而要解決這一問題,如何組合這些電池,并控制好電池溫度成為關鍵。


他們最初的做法,是把一粒粒電池用高強度膠粘在一起,做成一整塊電池板。


但一天晚上,斯特勞貝爾回家后發現,放在桌子上的這種電池板,竟然和桌子死死的粘在一起,于是,斯特勞貝爾覺得,這種用膠直接粘連電池的方法,會出現很多意想不到麻煩,從而影響電池的安全性。


特斯拉汽車電池板


所以,斯特勞貝爾便改變了電池的組裝方法——把原來的幾千塊電池,細分成11個模塊,而在每個模塊里,則裝有621粒電池,這種模塊很像是酒架。這種處理方式,在安全性和易用性方面,都比之前的優越很多。


特斯拉電池板中的一個模塊


而接下來的問題,就是如何防止模塊過熱。


開始的時候,他們利用空氣冷卻,畢竟,空氣是免費的,因此成本可以降低,可有關如此多的電池,單靠空氣冷卻,效果非常有限,而鋰離子電池對溫度又非常敏感,假如模塊內溫度超過95度,電池壽命就會大大縮短。


管道風冷,風扇風冷,還有歧管風冷等各種空氣冷卻方式,都一一試過后,他們最終不得不放棄空氣冷卻方法,轉而采用水冷系統。而經過一系列反復摸索、研究后,他們終于創造出一套特有的水冷系統,通過這套系統,可以讓每塊電池都得到冷卻。


近年來,電池技術發展很快,各種高性能電池不斷出現,于是,有人質疑特斯拉選用的18650電池不是“最完美”的,對此,斯特勞貝爾回應說:“最完美的電池在哪里?我們既不反對,也不會棄之不用,只是我們還沒發現。”


確實,在儲電性能和效率方面,也許已有電池超越了特斯拉選用的18650電池,但作為一個產業來說,要綜合考慮電池的各個方面,比如其穩定性,安全性,生產成本等種種現實因素,尤其在安全性和穩定性方面,必須經過長時間的實際應用來加以檢驗,所以,18650電池目前仍是特斯拉的最佳選擇,而再加上特斯拉這套獨特的電池管理技術,才造就出高性能的特斯拉電動汽車。



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