特斯拉电车使用过多种电池,不同时期和车型有所不同,主要包括18650电池、21700电池和4680电池等,以下是关于它们的详细介绍:
电池类型及特点
- 18650电池
- 结构与参数:直径18mm,高度65mm,首批纯电动汽车搭载的是索尼公司的NCR18650A型电池,后来ModelS和ModelX车型改用松下电池。
- 性能特点:单颗电池容量为3070mAh左右,具有较高的能量密度,技术成熟度高,在消费电子产品中广泛应用,成本相对较低。由于尺寸较小,当电池组中个别电池出现故障时,对整体的影响相对较小,且散热优势明显,“表面积/体积”约为方形电池的7倍。数码产品18650电池
- 21700电池
- 结构与参数:直径21mm,高度70mm,相比18650电池,体积有所增大。
- 性能特点:能量密度比18650电池更高,能够为车辆提供更强的动力和更长的续航里程,同时也在一定程度上降低了成本,是Model3和ModelY等车型广泛采用的电池类型。数码产品21700电池
- 4680电池
- 结构与参数:直径46mm,高度80mm,电芯容量是2170电池的5倍。
- 性能特点:采用了全极耳设计,也称为无极耳设计,相比传统单极耳电池,电流在集流体上流过的路径更短,电阻减小,产热仅为单极耳结构的20%,散热也更快,为大功率快充创造了条件。搭配新的干电极涂层技术,可节省约86%的成本,每kWh可降低69%的成本,能够提高相应车型16%的续航里程,输出功率6倍于2170电池。数码产品4680电池
电池包设计特点
- 集成方式:从早期旧款ModelS中的16个小电池模组,到2022款ModelS的5块大模组方式集成,再到最新的CTC(CelltoChassis)技术,直接由电芯作为车身的一部分,取消模组设计,集成度不断提升,减少了非必要零件,降低了成本,提高了续航里程。
- 冷却管路设计:特斯拉早期的ModelS/X电池模组中,冷却管路采用蛇形布置的冷却管。从Model3开始采用直线冷却,冷却液从模组一侧分多根直线冷却管流入,从另一端流出,单根冷却管覆盖电芯数减少,冷却效果更充分,冷管长度减小,冷却更快。在2022款ModelS上,直线冷却进一步升级为U型直线冷却,对于不同位置的电芯的冷却效果更加均匀。
- 导热阻燃设计:早期ModelS/X依靠液冷及热管理系统对电池包热失控进行软防控,后来采用了灌封胶加发泡泡棉的阻燃方案。在动力电池包中采用灌封胶填充圆柱电池间的空隙,起到避免电芯间传热、提高对冲击的稳定性,提高电池包整体的热稳定性和机械稳定性的作用。同时,在上盖中加入隔热发泡泡棉,将热量阻绝在客舱外。
电池材料体系与供应商
- 材料体系:目前特斯拉的标续版车型中采用磷酸铁锂电池材料体系,长续航和高性能车型中采用三元锂电池材料体系,形成了多种材料体系并存的格局。
- 供应商:北美工厂生产的车型采用松下的圆柱电池,上海工厂生产的车型采用宁德时代的方形电池以及LGES的圆柱形电池,多供应商下多种电池类型共存。