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Tesla ModelS电池包
图 4 Tesla Roadster的电池包在车辆内安装位置(左)和实物图(右)
Tesla于2012年量产的ModelS电池包与Roadster明显不同,其电池包位于车辆底盘下方(如图4所示),并被金属铝板覆盖,总体为平板型布局。参考美国专利US8286743 B2 可知:
Model S电池包(如图5所示)在内部被隔离板划分为7个区域(图5中P1-P7区域),每个区域安装有两个电池模组,每个模组内有370节单体电芯。
在电池包头部还有一个突出部分(图5中P8区域,对应于图4右图所示突起部分),安装了两个电池模组,堆叠排放,电池包内共有5920节单体电芯。
电池包内8个区域(包括突出部分)相互之间是完全隔绝的,一是通过隔离板增加了电池包整体的结构强度,使整个电池包结构更加坚挺;二是当某个区域的电池起火时能有效阻隔,避免引燃其他区域的电池。隔离板内部可以被填充高熔点、低热导的材料(例如玻璃纤维)或水。
电池模组(如图6所示)其内部被“S”型隔离板划分为7个区域(图6中M1-M7区域),“S”型隔离板内部为电池模组的冷却通道,并与电池包的热管理系统相连接。
与Roadster电池包相比较,虽然Model S电池包在外形上有较大变化,但通过独立分区以实现阻断热失控发生蔓延的结构设计仍得到延续。
与Roadster电池包中的单体电芯在车辆内部均平躺排布不同,Model S电池包中的单体电芯均竖立排布。由于单体电芯在发生碰撞挤压而受到外力作用时,沿卷芯轴向受力比径向方向上受力更容易因内部短路而发生热失控,因而从理论上讲,Roadster电池包在侧面遭受碰撞挤压时比在其他方向受力更容易发生热失控,而Model S电池包在底面遭受碰撞挤压时,则更容易发生热失控。
图5Tesla Model S电池包的内部结构示意图
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