早在上世紀(jì)70年代，英國賓漢頓大學(xué)的Whittingham女士就發(fā)明了18650電池，這種電池常應(yīng)用于筆記本電腦、強(qiáng)光手電等數(shù)碼產(chǎn)品上，但是，將這種直徑18mm、高65mm的圓柱形鋰電池用在汽車上，特斯拉是第一個吃螃蟹的人。

 

　　特斯拉的電池技術(shù)總監(jiān)Kurt Kelty曾經(jīng)表示：特斯拉起初也嘗試了市面上超過300種電池，包括板型和方型電池，最終選擇了松下的18650電池，一方面，18650的能量密度更大且穩(wěn)定性與一致性更好。另一方面，18650可以有效降低電池系統(tǒng)的成本。并且，雖然每個電池單元的尺寸小，但每個單元的能量可控制在較小的范圍，與使用大尺寸電池單元時相比，即使電池組的某個單元發(fā)生故障，也能降低故障帶來的影響。此外，全球每年要生產(chǎn)數(shù)十億個18650型電池單元，安全級別也在不斷提高。松下官網(wǎng)顯示，型號為NCR18650的鋰電池是一款高能量模型(HighCapacity)電池，該電池的名義伏特數(shù)為3.6V，名義最小容量為2750毫安時，重量為45.5克。并且，在特斯拉第二代車型Model S上使用的18650比之前Roadster的能量密度高出3成。

 

　　據(jù)特斯拉首席技術(shù)官JB Straubel表述：從Roadster到Model S”轉(zhuǎn)型”的四年時間，電池組成本已經(jīng)下降了約44%，并且仍然會繼續(xù)下降。松下曾在2010年向特斯拉投資3000萬美元，成為其股東之一。并且于2011年達(dá)成戰(zhàn)略協(xié)議，將負(fù)責(zé)特斯拉今后5年全部車輛的電池供應(yīng)。按照特斯拉目前預(yù)計每年2萬輛的產(chǎn)量，松下18650將裝配在超過8萬臺Model S上。

 

　　6831節(jié)鋰電池的神奇重組

 

　　18650存在安全風(fēng)險是不爭的事實，特斯拉如何”搞定”這一硬傷？秘密武器在于其電池管理系統(tǒng)，給出的解決方案是將6831節(jié)2安時左右的松下18650封裝電池通過串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合在一起。

 

Tesla Roadster電動跑車動力系統(tǒng)

 

　　要驅(qū)動一輛電動車，需要大量的18650電池，Tesla Roadster的電池系統(tǒng)包含6831節(jié)小電池，而Tesla Model S更是高達(dá)8000節(jié)，如何排列組裝這些數(shù)量眾多的小電池尤為重要。

 

　　這時候，特斯拉創(chuàng)始人之一Marc Tarpenning以往的經(jīng)驗派上了用場。他曾是這個領(lǐng)域的專家并成功出售過一家公司。他把網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域用程序控制成百上萬臺服務(wù)器的模式搬到了特斯拉電池系統(tǒng)控制領(lǐng)域，通過一年的DOE(design of experiment，實驗設(shè)計)，用分層次管理的辦法成功控制了這6831節(jié)小電池以及電壓和溫度：

 

　　69個18650電池被并聯(lián)封裝成一個電池磚；

 

　　99個電池磚串聯(lián)成一個電池片；

 

　　11個電池片組成一個電池包，總計6831節(jié)。

 

　　僅僅有這些層次還不夠，對于每一個層次都要進(jìn)行監(jiān)控，于是他們在每個電池單元、每個電池磚、每個電池片的兩端均設(shè)置有保險絲，一旦電池過熱或者電流過大則立刻融斷，斷開輸出。僅僅有保險絲還是不夠，于是：

 

　　在每個電池片上，均設(shè)置有BMB (Battery Monitor board)即電池監(jiān)控板，用以監(jiān)控每個電池磚的電壓，溫度以及整個電池片的輸出電壓。

 

　　在整個電池包上，設(shè)置有BSM(Battery System Monitor)，用以監(jiān)控整個電池包的工作環(huán)境。包括電池包的電流，電壓，溫度，濕度，方位，煙霧等。

 

　　在整車層面，設(shè)置有VSM (Vehicle SystemMonitor)，用以監(jiān)控BSM。

 

　　這樣一套電池控制系統(tǒng)成為Tesla的技術(shù)核心，當(dāng)特斯拉剛剛公布這套造價高昂的系統(tǒng)時(傳言高于20000美金)，很多業(yè)內(nèi)人士不約而同地對其唱衰，認(rèn)為將7000個電池放在汽車?yán)锏男袨槭强尚Φ?。但事實卻給予他們有力的回應(yīng)，雪佛蘭Volt起火、Fisker Karma車型更是一年內(nèi)發(fā)生三次自燃事件，而反觀特斯拉，不論是Roadster還是Tesla Model S都從未發(fā)生過起火自燃事件。