[汽車之家 技術(shù)]  “天啊,，哥們兒,，那是輛TESLA,，坎兒新的,�,！�如果不是親眼所見,，誰也不會相信那輛著火的是一輛TESLA MODEL S。在此之前,，加上Roadster車型,，量產(chǎn)的TESLA電動車?yán)鄯e的行駛里程已經(jīng)超過了1.81億公里，TESLA似乎用這樣的方式證明了產(chǎn)品的可靠性,。這就好像當(dāng)年所有人都相信泰坦尼克號是一艘永不沉沒的游輪一樣,。當(dāng)然，在技術(shù)上,，馬斯克也的確給了很多讓我們相信他的理由,。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻平臺

電池總成結(jié)構(gòu)

　　既然是電池惹的禍,，那我們就先來了解下有關(guān)它的情況,。眾所周知，TESLA電動車的電池采用了松下提供的NCA系列（鎳鈷鋁體系）18650鈷酸鋰電池,，單顆電池容量為3100毫安時(shí)（mAh,，一般我們在電瓶上看到的單位是“安時(shí)”，這主要是根據(jù)不同容量的電池來選擇不同的單位）,。

　　這種電池我們并不陌生,，像筆記本電腦等電子數(shù)碼設(shè)備使用的都是這種類型的電池，相比于其它電動車使用的電池類型,，18650電池的技術(shù)更為成熟,，比能量（參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小）方面它幾乎是磷酸鐵鋰電池（比亞迪e6）的兩倍,，也就是說,，在同等體積的情況下，18650電池組成的電池單元可以儲存更多的電能,。這也是TESLA使用這種電池的其中一個(gè)原因,。

　　盡管如此,，把這種電池運(yùn)用在電動車上還是有一定難度，比如,，要想滿足一輛電動車的使用需求就需要使用很多個(gè)18650鋰電池,，這就出現(xiàn)了一個(gè)要解決的問題，如何把它們組合在一起。

　　85kWh的MODEL S的電池單元一共運(yùn)用了8142個(gè)18650鋰電池,，工程師首先將這些電池以磚,、片逐一平均分配最終組成一整個(gè)電池包，電池包位于車身底板,。

　　將這幾千節(jié)電池組合在一起的方式雖然被行業(yè)認(rèn)為是件不可思議的事,，但對于TESLA的工程師來說，相比接下來要解決的問題,，那不過是一個(gè)稍稍復(fù)雜些的算術(shù)題,。

18650電池的穩(wěn)定性

　　雖然18650鈷酸鋰電池是滿足較高續(xù)航行駛里程的關(guān)鍵，但它在高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性相比鎳鈷錳酸鋰（NCM）和磷酸鐵鋰電池則要稍差些,，因此，在安全性方面就需要技術(shù)的有力支撐,。

　　暴烈的性格曾讓它也惹了不少麻煩,，記得在幾年前，索尼公司就因旗下筆記本產(chǎn)品所使用的電池發(fā)生爆炸采取了召回行動,。不過,，現(xiàn)在的18650電池已經(jīng)可以在技術(shù)上避免自燃或無故爆炸的情況出現(xiàn)。不過,，在發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊后,，這種電池還是存在著很大的爆炸可能，另外,，對于低溫環(huán)境的適應(yīng)能力也不是很穩(wěn)定,，在低溫環(huán)境下，鈷酸鋰電池容易出現(xiàn)因過度放電導(dǎo)致過熱的情況,。這樣看來,，如何管理這些電池就成了十分重要的事。

如何監(jiān)控電池包的狀態(tài)

　　電池包內(nèi)的保險(xiǎn)裝置分布到每一節(jié)18650鈷酸鋰電池,，每一節(jié)18650鈷酸鋰電池兩端均設(shè)有保險(xiǎn)絲,，當(dāng)電池出現(xiàn)過熱或電流過大時(shí)，保險(xiǎn)絲會切斷,，以此避免因某個(gè)電池出現(xiàn)異常情況（過熱或電流過大）時(shí)影響到整個(gè)電池包,。

　　我們在上面介紹電池包結(jié)構(gòu)中提到了每個(gè)電池包由若干個(gè)電池片組成，一個(gè)電池片由若干個(gè)電池磚組成,，而一個(gè)電池磚又有若干個(gè)18650鈷酸鋰電池組成,，除了每節(jié)18650電池設(shè)有保險(xiǎn)裝置外，每個(gè)電池片和每個(gè)電池磚也都有保險(xiǎn)裝置,，一旦發(fā)現(xiàn)某一單位內(nèi)部出現(xiàn)問題,，保險(xiǎn)裝置都會將其切斷與其它電池單元的聯(lián)系，從而避免殃及池魚的情況出現(xiàn)。另外,，每個(gè)電池片之間都有相對獨(dú)立的空間并由防火墻相隔,，即便是單個(gè)電池片內(nèi)部出現(xiàn)了起火的情況，火勢也可得到一定控制,，不至于迅速蔓延至整個(gè)電池包,。

　　當(dāng)然，保險(xiǎn)裝置是最后的一道屏障,，當(dāng)它切斷的時(shí)候也就意味著某個(gè)電池單元出現(xiàn)了問題,，如果涉及到更換，整個(gè)電池包可以以“片”為單位進(jìn)行更換,。每節(jié)電池之間以并聯(lián)的方式連接,，而電池磚之間和電池片之間分別以串聯(lián)的方式連接，也就是說,，在實(shí)際用車過程中,，當(dāng)某節(jié)電池出現(xiàn)問題時(shí)，車輛不會拋錨,，受到影響的只是車輛的續(xù)航里程,。

　　維持整個(gè)電池包的工作狀態(tài)以及監(jiān)控每個(gè)電池單元的系統(tǒng)對于TESLA電動車的性能是關(guān)鍵（在其它品牌電動車上，這同樣十分重要）,。通過在每個(gè)電池片（內(nèi)部由含有若干18650鈷酸鋰電池的電池磚組成）里的電池監(jiān)控裝置（Battery System Monitor）來監(jiān)控電池片內(nèi)每一個(gè)電池磚的狀態(tài),，其中不僅是電流、電壓,，它還能識別電池的工作溫度,、各個(gè)電池磚的相對位置以及是否產(chǎn)生煙霧等。

　　電池的溫度是影響電池性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,，過高或過低都會使其工作狀態(tài)出現(xiàn)波動,，進(jìn)而影響到車輛的整體性能，所以,，需要系統(tǒng)不斷地均衡每個(gè)電池的溫度,。以上提到的這些有關(guān)安全和電池性能的保障都得益于這種電池分層管理模式的設(shè)計(jì)。

車身結(jié)構(gòu)確保電池總成的安全

　　之前TESLA MODEL S在NHTSA（美國高速公路安全協(xié)會）進(jìn)行了碰撞測試,，最終拿到了五星的成績,，這個(gè)結(jié)果讓埃隆•馬斯克有點(diǎn)自我膨脹，不管怎樣,，MODEL S在各項(xiàng)碰撞測試中對假人的保護(hù)以及電池的狀態(tài)還是值得稱道的,。下面我們通過當(dāng)時(shí)碰撞的情況來看看這款車在被動安全方面表現(xiàn)如何。

　　NHTSA的碰撞測試包括100%正面碰撞,、27°角側(cè)面碰撞,、75°角側(cè)面柱碰和翻滾碰撞,、車頂強(qiáng)度這幾項(xiàng)碰撞測試，如果你想詳細(xì)了解詳細(xì)的NHTSA碰撞測試方式可以看看我們之前制作的那篇文章,。《測試項(xiàng)目不夠全面 中美歐碰撞規(guī)則對比》

相關(guān)視頻：

更多精彩視頻,，盡在汽車之家視頻平臺

　　在100%正面碰撞測試中，MODEL S以56km/h的速度撞向剛性壁障,，從碰撞過程中的車身姿態(tài)來看,，相比我們在C-NCAP碰撞測試時(shí)看到的情況有所不同，MODEL S的車尾并沒有出現(xiàn)大幅度抬起的情況,，這與整個(gè)車身的重量分布有關(guān),，MODEL S的電池分布在車底，電機(jī)位于后車橋,，而車頭前部又不像傳統(tǒng)汽車那樣裝有動力總成,，所以，整車的重量基本都集中在車輛底部和尾部并且重心較低,，這樣,，在這項(xiàng)碰撞測試中，車身的幅動相對較小,。

　　由于“發(fā)動機(jī)艙”內(nèi)不需要安裝動力總成，這樣,，就能有足夠的空間來布置用于提高車身強(qiáng)度的結(jié)構(gòu),，在這樣的碰撞情況下，很難傷及位于乘員艙下方的電池組,。

　　相比之下,，來自側(cè)面的碰撞對電池的安全性能威脅更大，因此,，通過高強(qiáng)度的材料避免碰撞時(shí)電池組受到過度擠壓是十分重要的,，上面我們提到18650鈷酸鋰電池在碰撞時(shí)確實(shí)存在爆炸的可能。不過,，一味的提高強(qiáng)度對于乘員而言可不是一件好事,，我們在之前分析碰撞測試時(shí)提到的吸能緩沖理念在這里同樣受用。又要避免電池組受到擠壓,，又要保護(hù)乘員,，這樣的難度可想而知。

　　通過一份材料我們看到,，MODEL S的門檻梁部分采用了一種由鋁制部件組成的多層結(jié)構(gòu),，這樣的結(jié)構(gòu)在抵御碰撞力量的同時(shí)，可以在結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)下逐漸吸收碰撞能量,，該結(jié)構(gòu)理念源自阿波羅飛船在登陸月球時(shí)所使用的著陸器,。不知道這是不是一門心思想在火星退休的埃隆•馬斯克想出的點(diǎn)子。從這份報(bào)告來看，在柱碰測試中,，對于乘員艙的保護(hù),，MODEL S（駕駛艙保留了63.5%）比沃爾沃V60（駕駛艙保留7.8%）還要優(yōu)異。

　　考慮到后排設(shè)有第三排座椅,，在后部防撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,，MODEL S在車尾裝配兩根防撞梁，以此降低在后部碰撞發(fā)生時(shí)第三排乘客受傷的可能,。

為什么還是著火了,？

　　在看過了包括電池安全技術(shù)和車身被動安全方面的介紹，那MODEL S為什么還會出現(xiàn)碰撞后起火的情況呢,？事發(fā)的一段時(shí)間后,，埃隆•馬斯克發(fā)布了相關(guān)的聲明，聲明中說到,，這次高速事故引發(fā)的車輛起火是因車輛底部的電池保護(hù)罩被硬物刺穿,，強(qiáng)烈的撞擊使得刺穿的峰值力超過25噸并把6.35毫米的車底護(hù)板打了一個(gè)直徑76.2毫米的洞。

　　隨即,，電池總成前部的通風(fēng)孔開始向外釋放熱量并導(dǎo)致起火,，而當(dāng)消防員趕來時(shí)采取了傳統(tǒng)的滅火方式，進(jìn)而導(dǎo)致起火面積變大,，后來使用干粉滅火器才將火勢控制,。由于電池總成內(nèi)部為每個(gè)電池模塊都建立了單獨(dú)的防火墻，因此,，火勢沒有蔓延至其他地方,。報(bào)警系統(tǒng)也及時(shí)通過各種聲音和圖示警告駕駛員盡快離開車輛，最終,，駕駛員免于受傷,。

編輯總結(jié)：

　　因?yàn)榕鲎财鸹鸬氖鹿首尳衲旯蓛r(jià)已翻4倍的TESLA股票在當(dāng)日的跌幅達(dá)到8.92%，的確,，相比于傳統(tǒng)汽車起火,，電動車起火確實(shí)比較敏感，此前,，比亞迪也曾經(jīng)歷過類似的事件,。這兩件事放在一起來看都屬于意外，一個(gè)是被金屬刺穿車底,，一個(gè)是被高速行駛的跑車攔腰撞擊,，這樣的極端情況下即便是傳統(tǒng)汽車也不能排除起火的可能。

　　不可否認(rèn),，馬斯克將電動車推向了一個(gè)新的高度,，在一定程度上,，他用個(gè)人的色彩渲染了TESLA品牌，當(dāng)然,，對于TESLA品牌而言這只是一方面,，更重要的是它向我們詮釋了未來的交通工具的樣子。MODEL S應(yīng)該算是個(gè)真正的開始,，接下來,，除了繼續(xù)打造用戶體驗(yàn)外，電池的升級也是產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵,，在馬斯克眼中,，只有超級電容才能為其所用（充放電速度快），但由于技術(shù)原因,，超級電容還無法全面滿足電動車的需求,。總而言之,，在安全方面,，電動車的制造廠商每一步都會走得很小心。（文/汽車之家 李博旭）

相關(guān)鏈接：

　　鋼鐵俠的偶像 技術(shù)狂人埃隆•馬斯克
　　http://zphnet8.com/tech/201301/451964.html