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　　电池技术是特斯拉最引以为傲的优势领域之一。从专利数据显示，电池系统相关专利占比超60%。特斯拉电池动力系统包括电池单体、电池管理系统（BMS）、热量管理系统、冷却管理等，其中电池单体占电池动力系统成本70%以上。特斯拉前后应用过18650和2170两款电池，目前最新款2170圆柱电池采用镍钴铝NCA配备硅碳负极，单体电池容量在3~4.8Ah之间，单体能量密度可达300Wh/kg，性能较上一代18650提高约20%。

　　特斯拉使用的松下圆柱电芯在消费电子市场有成熟的应用历史，拥有能量密度高、工艺成熟、生产自动化程度高等优点。然而面对要求更为严格的汽车行业，温度敏感性高、成组管理难度大、易爆炸等则局限了其广泛使用。为此，特斯拉提出包括更优的两极材料、模组结构、电池管理系统和热管理四大主要解决办法。

　　一、不断寻找最优材料，降低成本、提升性能。电池单体化学物质成分和比例的不同将直接影响电池性能表现，三元材料中，镍主要作用为提高材料整体能量密度，钴主要作用为稳定材料层状结构，提高整体循环性能。然而，过高的镍含量会导致化学成分不稳定，过高的钴含量会降低能量和容量，并且由于矿产稀缺性，钴价一直居高不下。为此，特斯拉不断攻克电池材料配比，试图找到最优方案。横向来看，当竞争对手2013年做磷酸铁锂电池与NCM111时，特斯拉已经开始在Model S上应用高能量密度NCA三元电池；当竞争对手2017年开始由低镍材料过渡到NCM622/NCM811高镍正极材料时，特斯拉已经探索更高能量密度的硅碳负极应用，特斯拉在电池技术的积累使其电池能量密度和整车续航里程能领先竞争对手数个身位。纵向来看，特斯拉一直坚持使用NCA作为电芯正极材料，并不断提高镍含量、降低钴含量。对比最新Model 3与Roadster两款汽车，特斯拉平均每款车钴含量降低约60%。根据特斯拉2018年一季度报告，Model 3的电芯能量密度超过其他任何一款竞品所使用的电芯，其钴含量低于主流电芯制造厂即将量产的下一代NCM811电芯产品。

　　二、串并联组合、分层管理模式优化模组结构，提高电池充放电能力。特斯拉电池采用特有的串并联方式，按照“单体电池-brick-sheet-pack”顺序进行分层管理。例如，特斯拉将Roadster电池系统的6831节电池分成不同的子单元（4个模组中2个为23Brick/module，另外2个为25Brick/module，即2*23*31+2*25*31）进行并联和串联，多组串联和平板的设计，极大增加电池铺设数量和使用效率，从而提高整车动力性能和续航里程。

　　三、高精度的电池管理系统保障电池安全、提高循环寿命。电池管理系统（Battery Management System， BMS）是特斯拉最核心的几项技术之一。不同于铅酸电池，锂电池由于具有非线性的充放电曲线，造成不论是电芯或是电池包层面，监测、预估和管理的难度都大大增加。如果管理不当，个别电芯的过度充放电将引起永久性的电池损伤，造成整个电池系统电压、温度不稳定，严重的将导致热失控事件。因此电池管理系统对电池容量、循环寿命和安全性均起着至关重要的作用。自从Model S开始，特斯拉就采用了NCA为正极材料的电芯，与业界更加主流的高镍NCM材料相比，NCA虽然能量密度更高，但是循环寿命更短，稳定性也更差，因此对BMS提出了更高的要求。

　　特斯拉的BMS主要由主控模块和从控模块组成。其中主控模块相当于BMS系统的“大脑”，负责电压电流控制、接触器控制、对外部通信等功能；从控模块连接了各路传感器，主要负责实时监测电池包里的电压、电流和温度等各种参数，并上报主控模块。

　　特斯拉的BMS具有两个特点。一、高精度。根据Sandy Munro和Jack Rickard等人对Model 3的拆解，Model 3的BMS可以将23-25个独立电池组的电压差控制在2-3mV，远低于其他普通电动车的水平；二、高集成度。特斯拉BMS模块集成了高压控制器、直流转换器和多个传感器，由此可以减少内部通信所需的高压线束，最终减轻总重量并降低成本。

　　四、热管理系统温差设计合理，冷却路线丰富流畅，均温和能量管控能力突出。新能源汽车的热管理系统主要包括整车、座舱、电池三方面，进行整车温度控制、客舱空调加热制冷、电池过热散热过冷加热等。目前，主流热管理包括自然冷却、液冷和直冷三种方案，特斯拉采取50%水和50%乙二醇为冷却液的液冷方案，由四通阀实现的电机和电池冷却循环串并联结构。由系统芯片算法控制，当电池温度超过设定目标值时，电池循环与电机循环相互独立，采用并联；电池温度低于设定目标值时，电池循环与电机循环采取串联，利用电机余热为电池和座舱加热，多余热量将由进气口的热量交换器排放出去。此方案充分利用车内所有部件热量，使热量有效循环游走，极大提高电池单体散热性和电池单体间温度一致性。因此，无论冬季还是夏季所对应的极端气候，特斯拉车辆温差控制保持在2℃内，体现强大的温度管控能力。