テスラは、モデル18650の3成分リチウムイオン電池を使用している唯一の電気自動車会社です。 このタイプのバッテリーは、ノートブックコンピューター、デジタルカメラ、携帯電話、およびその他の電子消費者製品で使用されています。 電気自動車のアプリケーション環境では、テスラが使用する18650バッテリーは、ノートブックなどのデジタルデバイスで使用される18650バッテリーとは異なり、その技術基準も後者よりも高くなっています。 電池のエネルギー密度は、同時期に他のリチウム電池よりも50％以上高くなっています。
テスラがパナソニック18650バッテリーを選んだ主な理由は、次のとおりです。高エネルギー密度、高安定性、一貫性。 比較的成熟した技術、大量の出荷、高度な生産自動化。これにより、バッテリーシステムのコストを効果的に削減できます。 10億個の18650タイプのバッテリー、安全レベルは継続的に改善されています。 単一のバッテリーはサイズが小さいですが、高度に制御可能であるため、単一のバッテリーの障害の影響を減らすことができます。バッテリーパックのユニットに障害が発生しても、バッテリー全体に影響を与えることはありません。 パフォーマンスには影響がありますが、車両にはユーザーに警告するエラーメッセージが表示されます。これは、単一セルを増やすことの利点でもあります。
テスラの大量生産モデルS（図5）は、パナソニックがカスタマイズした三元電池、つまりニッケルコバルトアルミニウム三元陰極材料を使用したリチウム電池を使用しています。 18650-タイプのバッテリーは世界トップのバッテリーですが、従来の18650-タイプのリチウムバッテリーには、温度に比較的敏感で一貫性が低いなど、独自の特性では無視できないいくつかの相対的な弱点もあります。 バッテリー用の電気自動車の要件は、1回の充電での長い航続距離、安定した信頼性の高い性能、高い安全率、および多くの充電式サイクルです。
18650の従来のバッテリーの欠点に対するテスラのソリューションには、アクティブな電気化学材料、改善されたセル構造設計、最適化されたモジュール設計、高度な障害保護メカニズム、バッテリーの充放電制御、および業界をリードする熱管理システムとバッテリー管理システムが含まれます。 。
活物質と改善されたセル構造設計により、単位体積/重量あたりのエネルギー貯蔵量が増え、充電電圧が高くなり、セルの安定性が向上します。
マルチセル並列方式を採用し、バッテリーパックの瞬時放電容量を向上させています。 バッテリーパックのマルチモジュール直列接続とそのフラットパネル設計は、シャーシ内により多くのバッテリーを配置し、1回の充電の航続距離を改善するのに役立ちます。
コア障害処理メカニズム、全温度範囲でのバッテリーの充電と放電の制御、および1サイクルで400 kmを超える航続距離で、1日600回の充電と放電を行う場合でも、高精度のSOCおよびSOHアルゴリズムサイクルでは、240、000kmの全範囲を満たすこともできます。 カーライフ。 実際、テスラは顧客に8-年間の無制限の走行距離保証を提供しています。
熱管理システムは、液体冷却だけでなく、セルカバーの周りの断熱と熱伝導のための革新的な材料の適用、およびバッテリーが最適化された状態で動作することを保証するための長方形のアルミニウム冷却パイプの設計にも言及しています。一貫した温度範囲により、低温および低電力でセルバランスの一貫性を確保し、バッテリーサイクルの寿命を延ばして自動車グレードの要件を満たします。
バッテリ管理システムとは、自動車グレードのハードウェアとソフトウェア、特に複数の安全設計を指し、セル、モジュール、およびバッテリパックの安全装置と連携して、バッテリパックの安全性と信頼性を確保します。 同時に、システムの革新的な制御戦略により、バッテリーの監視と管理の精度が最適化されます。
テスラの研究者は、バッテリーパックの各レベルを綿密に監視しています。 各バッテリーユニットの両端にはヒューズが取り付けられています。 バッテリーが過熱したり、電流が大きすぎたりすると、バッテリーの損傷を防ぐために、すぐに溶けて出力が切断されます。 これにより、1つのバッテリーの異常な状態（過熱または過電流）によるバッテリーパック全体への影響を回避できます。
各バッテリモジュールにはバッテリモニタボード（BMB）が配置されており、各バッテリモジュールの電圧と温度、およびバッテリモジュール全体の出力電圧を監視します。 バッテリーパック全体には、バッテリーパックの電流、電圧、温度、湿度など、バッテリーパック全体の動作環境を監視するためのバッテリーシステムコントローラーとインテリジェントな保険が用意されています。
システムレベルでは、バッテリーシステムコントローラーを監視するためのシステム安全コントローラーが提供されます。 車両が衝突した場合、バッテリーの外部構造がバッテリーセルを衝撃から保護し、自動的に電源を遮断します。 このようなバッテリー制御システムは、テスラの自動車用バッテリーの技術的コアとなっています。
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