有朋友問我，特斯拉的電車和國(guó)內(nèi)的電車比，有哪些國(guó)內(nèi)電車做不出來(lái)的技術(shù)？做不出來(lái)不好說(shuō)，在我看來(lái)主要是電池技術(shù)和管理系統(tǒng)上有很大的差距。
一、
電池技術(shù)與管理系統(tǒng)
1、電池能量密度
特斯拉選用過能量密度較高的18650電池，后來(lái)在Model 3車型中引入能量密度更高的21700電池。其能量密度遠(yuǎn)超國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車普遍采用的鎳鈷錳電池，執(zhí)行著更為嚴(yán)苛的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了超過50%的能量密度優(yōu)勢(shì)。特斯拉Model S在工信部測(cè)試中續(xù)航達(dá)600km，而國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車大多在400km左右 。
2、電池管理系統(tǒng)
特斯拉通過巧妙的分層管理策略，成功解決了電池溫度、電壓和電流失衡的難題，進(jìn)而提升了整車的穩(wěn)定性和安全性。
3、充電技術(shù)
特斯拉充電樁具備自適應(yīng)充電功能，能夠根據(jù)電池溫度智能調(diào)節(jié)充電狀態(tài)，大幅提升充電效率。如特斯拉120kW功率的充電樁，相較于國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車幾十kW的充電樁，充電速度更快，Model 3僅需半小時(shí)便能將75kWh電池從0%充至80% 。
二、
特斯拉電池管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
1、精確可靠的監(jiān)測(cè)與控制
特斯拉電池管理系統(tǒng)（BMS）能夠?qū)崟r(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過程中的重要信息，如電壓、溫度、電流、荷電狀態(tài)（SOC）、健康狀態(tài)（SOH）等。在特斯拉Model S中，其BMS管理著7000多節(jié)18650單體電芯，能對(duì)每一個(gè)電芯的狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，保證了電池系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
通過對(duì)這些信息的精確掌握，BMS可以進(jìn)行荷電狀態(tài)估計(jì)、功率邊界計(jì)算、故障診斷和預(yù)警等功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池系統(tǒng)中的潛在問題并采取相應(yīng)措施，提高了電池使用的安全性和可靠性。
2、自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力
在不同環(huán)境條件下，特斯拉BMS可通過實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析及算法調(diào)節(jié)，靈活應(yīng)對(duì)各種情況。在高溫或低溫環(huán)境中，它能動(dòng)態(tài)調(diào)整電池的工作參數(shù)，以適應(yīng)惡劣的溫度條件，使電池始終保持在最佳工作狀態(tài)，避免過熱或過冷對(duì)電池性能和壽命的影響。
還能根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)和駕駛習(xí)慣，動(dòng)態(tài)調(diào)整功率分配。當(dāng)車輛進(jìn)行激烈駕駛時(shí)，BMS會(huì)合理分配電池能量，保證車輛的動(dòng)力輸出；在日常平穩(wěn)駕駛時(shí)，則優(yōu)化能量分配以提高續(xù)航里程。
3、數(shù)據(jù)共享與軟件智能化管理
特斯拉BMS具備數(shù)據(jù)共享功能，通過與車輛其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)整車的協(xié)同優(yōu)化。它可以與車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等共享數(shù)據(jù)，根據(jù)不同系統(tǒng)的需求，更好地管理電池能量。
借助軟件更新，特斯拉能夠及時(shí)優(yōu)化BMS的性能。通過不斷改進(jìn)算法和策略，進(jìn)一步延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高電池的充放電效率，提升整車的綜合性能。通過軟件更新可以改善電池的續(xù)航里程估算準(zhǔn)確性，為用戶提供更可靠的續(xù)航信息。
4、成熟的模塊化布局管理
以特斯拉Model S為例，其BMS管理的電芯布局采用了模塊化思想，由69節(jié)并聯(lián)為一組，每9組串聯(lián)為一層，繼而串聯(lián)堆疊11層構(gòu)成。這種布局是目前較為可靠的高壓電池包內(nèi)部布局之一，便于管理和維護(hù)，提高了電池系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
三、
特斯拉BMS如何優(yōu)化能量分配？
1、精確監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)
特斯拉BMS采用先進(jìn)算法和傳感器技術(shù)，結(jié)合電池電化學(xué)模型，對(duì)電流、電壓、溫度等多參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，準(zhǔn)確得知電池的電量、健康狀態(tài)和內(nèi)阻等信息。例如在特斯拉Model S中，其BMS能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)電芯的狀態(tài)，包括電壓、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，確保精確掌握電池的實(shí)際情況，從而為能量分配提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
特斯拉BMS持續(xù)不斷地對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋到系統(tǒng)中。根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整能量分配策略，以適應(yīng)電池狀態(tài)的變化，保證能量分配的精準(zhǔn)性和有效性。
2、基于工況和需求調(diào)整策略
特斯拉BMS能根據(jù)車輛的行駛工況，如加速、勻速、減速等，優(yōu)化能量分配。在加速時(shí)，BMS會(huì)合理分配更多能量給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以滿足車輛的動(dòng)力需求；在勻速行駛時(shí)，則調(diào)整能量分配，提高能源利用效率。例如，當(dāng)車輛需要急加速時(shí)，BMS會(huì)迅速調(diào)配足夠的能量到電機(jī)，確保車輛有良好的動(dòng)力響應(yīng)。
特斯拉BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外部環(huán)境，如溫度、路況等，并結(jié)合電池狀態(tài)和車輛使用需求，調(diào)整能量分配策略。在低溫環(huán)境下，電池性能會(huì)受到影響，BMS會(huì)優(yōu)先分配能量用于電池加熱，以保證電池在合適的溫度下工作，提高電池的充放電效率和性能。
3、智能化算法優(yōu)化
特斯拉BMS利用先進(jìn)的軟件算法，不斷優(yōu)化電池的能量分配與充放電效率。通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí)，算法能夠預(yù)測(cè)電池的性能變化和車輛的能量需求，提前進(jìn)行能量分配的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的能量利用效果。
特斯拉BMS具備學(xué)習(xí)能力，會(huì)根據(jù)車輛的使用習(xí)慣和歷史數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化能量分配策略。隨著車輛使用時(shí)間的增加，BMS能更好地適應(yīng)駕駛者的習(xí)慣，提供更個(gè)性化的能量分配方案，進(jìn)一步提高能源利用效率。
4、與其他系統(tǒng)協(xié)同工作
特斯拉BMS具備數(shù)據(jù)共享功能，與車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。通過共享數(shù)據(jù)，BMS可以根據(jù)不同系統(tǒng)的需求，更好地管理電池能量，實(shí)現(xiàn)整車的協(xié)同優(yōu)化。例如，熱管理系統(tǒng)為電池提供適宜的溫度環(huán)境，BMS則根據(jù)熱管理系統(tǒng)的工作情況，合理分配能量用于維持電池溫度。
特斯拉BMS與其他系統(tǒng)協(xié)同工作，共同優(yōu)化車輛的能量利用。在自動(dòng)駕駛模式下，BMS可以根據(jù)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的規(guī)劃，提前調(diào)整能量分配，以適應(yīng)不同的行駛場(chǎng)景和速度要求，提高整體能源利用效率。
終章、
國(guó)產(chǎn)新能源已經(jīng)在很多方面迅速崛起，今天聊特斯拉的一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)，也是想說(shuō)，這就是我們未來(lái)可能最需要去攻克的技術(shù)問題?；蛘哒f(shuō)，有機(jī)會(huì)繞過去？
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