鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:722次 | 2021年10月22日
獨(dú)特的電池管理技術(shù) 造就今天的特斯拉汽車
沒有這種獨(dú)特的電池管理技術(shù),就沒有今天的特斯拉汽車。
但這種電池管理技術(shù)的發(fā)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(xiàn)任首席技術(shù)官斯特勞貝爾(JBStraubel)。
早在2000年,斯特勞貝爾就把一輛保時(shí)捷,改造成世界上最快的電動(dòng)汽車。
但改裝完之后,當(dāng)他想駕駛這輛車去比賽時(shí),卻遇到一個(gè)問題:改裝之后的這輛“電動(dòng)保時(shí)捷”,雖然速度很快,可是其續(xù)航里程,卻只有30公里左右,而比賽地點(diǎn)俄勒岡,卻在1300公里之外。
怎么辦呢?
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一般人的思路,肯定是租個(gè)拖車,把車拖到俄勒岡了事,而作為斯坦福大學(xué)工程學(xué)系畢業(yè)的斯特勞貝爾,卻想出了一個(gè)匪夷所思的方法。
斯特勞貝爾用后半部大眾汽車作為動(dòng)力,推動(dòng)保時(shí)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?yàn)檐嚨暮蟛坑邪l(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪,他就把這后半個(gè)大眾汽車作為動(dòng)力,安裝在那輛要參賽的“電動(dòng)保時(shí)捷”后面,他在前面的保時(shí)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(shí)捷汽車開到了參賽地點(diǎn)。
這次參賽,斯特勞貝爾改裝的保時(shí)捷打破世界紀(jì)錄,成為速度最快的電動(dòng)汽車——在17.27秒內(nèi)可以加速到79.14英里/小時(shí)。
正因?yàn)樵陔妱?dòng)汽車領(lǐng)域卓越的表現(xiàn),斯特勞貝爾被招募進(jìn)特斯拉,并出任特斯拉首席技術(shù)官,那時(shí)他剛滿31歲。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
當(dāng)斯特勞貝爾加入特斯拉時(shí),特斯拉連自己的廠房都沒有,斯特勞貝爾不得不帶著技術(shù)團(tuán)隊(duì),在自家后院的小池塘旁邊,開始了電池管理系統(tǒng)的研發(fā)工作。
在研發(fā)的過程中,因?yàn)橐M(jìn)行各種嚴(yán)苛的測試,所以會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電池爆炸,而工程師們也經(jīng)常會(huì)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(tuán)隊(duì)要解決的首要問題——如何防止電池爆炸起火,因?yàn)橐坏┌l(fā)生這種情況,將是災(zāi)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(guān)鍵。
他們最初的做法,是把一粒粒電池用高強(qiáng)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(fā)現(xiàn),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(huì)出現(xiàn)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(xì)分成11個(gè)模塊,而在每個(gè)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(yōu)越很多。
特斯拉電池板中的一個(gè)模塊
而接下來的問題,就是如何防止模塊過熱。
開始的時(shí)候,他們利用空氣冷卻,畢竟,空氣是免費(fèi)的,因此成本可以降低,可有關(guān)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(nèi)溫度超過95度,電池壽命就會(huì)大大縮短。
管道風(fēng)冷,風(fēng)扇風(fēng)冷,還有歧管風(fēng)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(zhuǎn)而采用水冷系統(tǒng)。而經(jīng)過一系列反復(fù)摸索、研究后,他們終于創(chuàng)造出一套特有的水冷系統(tǒng),通過這套系統(tǒng),可以讓每塊電池都得到冷卻。
近年來,電池技術(shù)發(fā)展很快,各種高性能電池不斷出現(xiàn),于是,有人質(zhì)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(yīng)說:“最完美的電池在哪里?我們既不反對,也不會(huì)棄之不用,只是我們還沒發(fā)現(xiàn)。”
確實(shí),在儲(chǔ)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(gè)產(chǎn)業(yè)來說,要綜合考慮電池的各個(gè)方面,比如其穩(wěn)定性,安全性,生產(chǎn)成本等種種現(xiàn)實(shí)因素,尤其在安全性和穩(wěn)定性方面,必須經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)際應(yīng)用來加以檢驗(yàn),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(dú)特的電池管理技術(shù),才造就出高性能的特斯拉電動(dòng)汽車。