如果每组中所标最小为3240mAh和最大为4146mAh,容量小的电池很容易发生过充或过放,导致受损,使用几次后会表现出一充就满,一用就光的现象。
特斯拉Model S电池由7104节18650锂电池组成,电池容量范围为15kWh至60kWh。它由16组电池组串联而成,每组电池组由444节锂电池组成,每74节并联形成。电池外壳能保护电池不受撞击。
特斯拉采用的是由松下生产的18650电池,但在Model 3正式投产后,新型21700电池将取代18650电池,成为新的电芯。21700电池是三元锂电池,阴极材料是镍钴铝酸锂。
圆柱形三元电池是目前能量密度最高的动力电池解决方案。尽管这种电池的能量密度高,但其稳定性较差,需要有较为出色的电池管理系统支持。
在现有条件下,松下生产的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右,相比原来的18660电池系统的250Wh/kg提高了约20%。根据松下的动力锂电池单体测试数据,21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。
特斯拉电池的连接方式有多种,其中每组电池使用14节锂电池串联起来。3组共需42节锂电池,4组需要56节。在搭配时,最好将所有电池分为三种类型,即容量最大的A类,容量中等的B类,以及容量最小的C类。实际使用时,每组电池组合电路将会按照最小容量输出。
将三组电池并联有直接连接法和充电/放电隔离法。直接连接法是将A、B、C三个电池组的正、负极直接相连,输出电压达到51.80V。这种连接方法简单,但不适于长时间放置不用,因为三组电池会互为负载,电能会慢慢消耗掉。
充电/放电隔离法则是将两个二极管串联起来,中点接电池的正极,串联二极管的负极接充电端的正极,二极管正极接放电端的正极。这样处理有两点好处:避免了互为负载,可长时间闲置不用而不会出现自耗电状况;由于二极管有降压作用,可使原来的51.80V降低1V左右,且具有充电保护作用。
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