電池保護(hù)機(jī)制

　　這或許是研究Model S起火事故最關(guān)鍵的部分了。上面我們了解了電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下面我們要看的是電池組之下，位于Mode S底盤最底部的一層金屬保護(hù)層——防彈保護(hù)盾。在下圖中這個(gè)部分是1203。在研究1203之前，我們先來(lái)了解下電池組本身有哪些保護(hù)措施。

　　在電池組的頂部有一層面板，即1201。這層面板既可以是單層，也可以是多層，它實(shí)現(xiàn)的功能有很多：降低噪音、降低熱傳導(dǎo)、降低來(lái)自底盤的震動(dòng)。降噪方面，1201最高能降低20分貝1000Hz以上噪音；減震方面，1201能最高能降低40%的傳遞自路面的震動(dòng)；隔熱方面，1201能的熱傳導(dǎo)性最低能低至0.1W/m-K，最高能持續(xù)性承受750攝氏度的高溫，能承受1000攝氏度約10秒，能承受1400攝氏度的高溫約1秒。為了實(shí)現(xiàn)上述降噪、隔熱以及減震水平，Tesla的研究人員發(fā)現(xiàn)需要對(duì)1201進(jìn)行30%左右的壓縮才可以。在材質(zhì)方面，1201可選的材料包括陶瓷纖維、石英纖維、氧化鋁、硅酸鈣鎂等。

　然后是為了進(jìn)一步保護(hù)電池組而加裝的防彈保護(hù)盾，即1203。Tesla并未明確指明其材質(zhì)，只是說(shuō)明可以由鋁、鋁合金或者碳纖維材料制成，甚至還可以是由玻璃纖維或塑料。這個(gè)防彈保護(hù)盾作為車輛的最底層面板，是保護(hù)電池組不受路面障礙物撞擊的第一道防線，也是最為堅(jiān)固的面板。為了更好地發(fā)揮防彈保護(hù)盾的效果，在電池組的底板603與保護(hù)盾1203之間，Tesla特別設(shè)計(jì)了一個(gè)隔離區(qū)域。對(duì)于這個(gè)隔離區(qū)域，在電池專利中有兩種設(shè)計(jì)：一是留空，并在每個(gè)電池隔離板(601A-601H)對(duì)應(yīng)的平面內(nèi)加裝一條加固板(1209)。隔離區(qū)域的高度根據(jù)具體應(yīng)用情形為10mm-50mm之間。

　　這個(gè)加固板(1209)與隔離板(601)是處于一個(gè)平面的，這樣設(shè)計(jì)主要是考慮到如果保護(hù)盾受到過(guò)大的外力撞擊，原本為了抵抗撞擊而設(shè)計(jì)的加固板不會(huì)因受力過(guò)大而損害到電池組底板(603)。第二種設(shè)計(jì)即是FIG.14與15展示的，在隔離區(qū)域填充“緩沖”物質(zhì)，這可以是具有彈性的材質(zhì)，也可以是不具有彈性的材質(zhì)。Tesla舉例的材質(zhì)包括塑料泡沫、填充劑等。注意圖FIG.15，這種在填充物與保護(hù)盾1203之間留有空隙的設(shè)計(jì)，叫做“裝蛋箱”造型。個(gè)人猜測(cè)這種設(shè)計(jì)是在填充不具有彈性的材質(zhì)時(shí)使用的。

　　以上便是Model S電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析，參考的材料是US 8286743 B2號(hào)專利。需要提醒讀者的是，該專利說(shuō)明提交于2011年12月5日，當(dāng)時(shí)Model S車型還未大規(guī)模量產(chǎn)，因此該專利中描述的電池組技術(shù)與現(xiàn)款的Model S車型會(huì)有些許的不同。隨著時(shí)間的推移，Model S電池組的制造工藝與電源管理技術(shù)在不斷提升，因此本文描述的電池技術(shù)并非一定是現(xiàn)款Model S采用的，但基本一致。

　鎳氫電池是目前最環(huán)保的電池，注重環(huán)保的國(guó)家都大力提倡使用鎳氫電池，因?yàn)橐子诨厥赵倮?，且?duì)環(huán)境的破壞也最小。鎳氫電池不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問題。鎳氫電池具有較大的能量密度比，這意味著可以在不為數(shù)碼設(shè)備增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間。與鎳鎘電池相比，鎳氫電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應(yīng)”，這使鎳氫電池可以更方便地使用。

　　不過(guò)鎳氫電池也存在局限性：充電時(shí)間長(zhǎng)、重量較沉、容量較小，還有記憶效應(yīng)。它的記憶雖然不像鎳鎘電池那么大，但還是需要放電，用戶必須用盡后再充電。