準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)：

準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài) （State of Charge，即SOC），即電池剩余電量，保證SOC維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對(duì)電池的損傷，從而隨時(shí)預(yù)報(bào)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或者儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)：

在電池充放電過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車蓄（應(yīng)該為動(dòng)力電池組）電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現(xiàn)象。同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況，挑選出有問(wèn)題的電池，保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性，使剩余電量估計(jì)模型的實(shí)現(xiàn)成為可能。除此以外，還要建立每塊電池的使用歷史檔案，為進(jìn)一步優(yōu)化和開(kāi)發(fā)新型電、充電器、電動(dòng)機(jī)等提供資料，為離線分析系統(tǒng)故障提供依據(jù)。

單體電池間、電池組間的均衡：

即在單體電池、電池組間進(jìn)行均衡，使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。電池均衡一般分為主動(dòng)均衡、被動(dòng)均衡。目前已投入市場(chǎng)的BMS，大多采用的是被動(dòng)均衡。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

電池管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

電動(dòng)車未來(lái)將以鋰電池為主要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)來(lái)源，主因在于鋰電池有高能量密度優(yōu)勢(shì)，所以性能較為穩(wěn)定。然而鋰電池大量生產(chǎn)時(shí)品質(zhì)不易掌握，電池芯出廠時(shí)電量即存在些微差異，且隨著操作環(huán)境、老化等因素，電池間不一致性將愈趨明顯，電池效率、壽命也都將變差，再加上過(guò)充或過(guò)放等情況，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致起火燃燒等安全問(wèn)題。因此，透過(guò)電池管理系統(tǒng)（BMS）能準(zhǔn)確量測(cè)電池組使用狀況，保護(hù)電池不至于過(guò)度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計(jì)算電池組的電量并轉(zhuǎn)換為駕駛可理解的續(xù)航力信息，確保動(dòng)力電池可安全運(yùn)作。

2012年全球電池管理系統(tǒng)（BMS）市場(chǎng)產(chǎn)值成長(zhǎng)逾10%，2013年至2015年成長(zhǎng)幅度將大幅躍升至25-35%。現(xiàn)階段不論是整車廠、電池廠、還是相關(guān)車電零組件廠均投入電池管理系統(tǒng)（BMS）研發(fā)，以求掌握電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，由于車廠是電池管理系統(tǒng)的使用者，車廠多偏好使用本身的軟件處理，并以專門的廠規(guī)控管，以維持操作彈性。電池管理系統(tǒng)（BMS）產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能類似鋰電池，車廠為掌握關(guān)鍵技術(shù)，會(huì)與長(zhǎng)期合作供貨商密切合作產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，對(duì)新進(jìn)廠商切入難度高。因此，未來(lái)新進(jìn)廠商欲切入車廠供應(yīng)鏈，除與相關(guān)供應(yīng)鏈強(qiáng)化合作關(guān)系外，針對(duì)需求打造客制化方案，才有機(jī)會(huì)搶得先機(jī)。

特斯拉的電池系統(tǒng)

電池系統(tǒng)是電動(dòng)車的動(dòng)力來(lái)源，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的系統(tǒng)成分。以特斯拉ModelS為例，其電池系統(tǒng)（鋰電池+電池管理系統(tǒng)）成本占比為56%，而傳統(tǒng)的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)占比大約只有15%-25%。到了2016年，電池系統(tǒng)的成本占比有所下降，且成本結(jié)構(gòu)也有所變化，單體電池的成本占到了83%，電池管理系統(tǒng)的成本占比約為13%，剩余4%為電池冷卻系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)特斯拉電池系統(tǒng)的構(gòu)成以及特斯拉配套充電設(shè)施進(jìn)行詳盡的梳理，我們可以對(duì)特斯拉的電池產(chǎn)業(yè)鏈有一個(gè)直觀、深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)于其它新能源汽車也可以起到觸類旁通的作用。目前電池系統(tǒng)的成本是制約特斯拉及其它新能源汽車發(fā)展最主要的因素之一，了解了電池系統(tǒng)就相當(dāng)于擁有了解開(kāi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的鑰匙。

通過(guò)對(duì)特斯拉電池系統(tǒng)的構(gòu)成以及特斯拉配套充電設(shè)施進(jìn)行詳盡的梳理，我們可以對(duì)特斯拉的電池產(chǎn)業(yè)鏈有一個(gè)直觀、深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)于其它新能源汽車也可以起到觸類旁通的作用。目前電池系統(tǒng)的成本是制約特斯拉及其它新能源汽車發(fā)展最主要的因素之一，了解了電池系統(tǒng)就相當(dāng)于擁有了解開(kāi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的鑰匙。

電動(dòng)車要想具備實(shí)用性，就必須考量它一次充電后的續(xù)航性及其充電的便捷性，要了解這兩點(diǎn)就必須關(guān)注其電池的構(gòu)造以及充電設(shè)備的充電速度和設(shè)備分布。ModelS曾推出的搭配電池功率型號(hào)有40、60、70、75、85、90、100kWh，對(duì)于85kWh及以上型號(hào)，還有一些提供更出色的動(dòng)力性能的性能版可供選擇，比如Perf版和Ludicrous版。不同的型號(hào)，每次充滿電所能最大行駛的距離和最大馬力不同。隨著技術(shù)的進(jìn)步和為了更加迎合人們的需求，特斯拉陸續(xù)取消了一些ModelS電池型號(hào)，現(xiàn)今仍可以訂購(gòu)的功率型號(hào)為75、90、100kWh。

ModelX則推出過(guò)60、70、75、90、100kWh的型號(hào)，現(xiàn)在可以訂購(gòu)的只有70和100kWh的型號(hào)。據(jù)中關(guān)村在線的資訊顯示，特斯拉設(shè)計(jì)的Model3電動(dòng)車基本版本的電池組功率約為60kWh。而根雷鋒網(wǎng)據(jù)Musk的Twitter及相關(guān)信息進(jìn)行了推測(cè)，可能最高只有75kWh版本。這主要是由于Model3相比于ModelS和ModelX，車輪的軸距更小，同時(shí)Model3的定位也是作為入門款。根據(jù)ElonMusk7月9日的推特消息，第一輛Model3已于當(dāng)天下線，同時(shí)特斯拉將在7月28日為首批30名訂購(gòu)Model3的消費(fèi)者舉行交付儀式。另外，Model3使用電池也不同于ModelS與ModelX。在特斯拉汽車日本公司2015年7月15日舉行的媒體說(shuō)明會(huì)上，美國(guó)總公司的電池技術(shù)總監(jiān)KurtKelty公布了Model3將使用全新21700鋰電池的消息，其能量密度將比用于ModelS與ModelX的18650鋰電池高30%。

特斯拉電池及電池板的構(gòu)造

不同于其它電動(dòng)汽車，特斯拉使用的電池并非專用的整塊大電池，而是將幾千個(gè)圓柱形小電池組裝起來(lái)。ModelS與ModelX目前使用的都是松下供應(yīng)的18650NCA特制電池，這種圓柱形電池橫截面直徑為18毫米，高65毫米。常規(guī)款的18650鋰電池被廣泛地使用于筆記本電腦的電芯中，其化學(xué)式構(gòu)成為L(zhǎng)iNiCoAlO2。

采用單個(gè)電池的優(yōu)點(diǎn)在于單個(gè)的18650電池發(fā)生爆炸威力有限，即使并聯(lián)的一個(gè)電池單元出現(xiàn)故障，最多使續(xù)航距離縮短一塊電池單元所提供的行駛距離。而且該款電池工藝成熟，適合大批量生產(chǎn)。同時(shí)電池一致性好、成本低。

而由于特斯拉電動(dòng)車本身優(yōu)良的熱管理系統(tǒng)，松下為特斯拉特制的18650電池相比于常規(guī)款得以移除一些多余的安全設(shè)施，從而變得更輕更便宜。同時(shí)，特斯拉又在每個(gè)電芯上都安裝了保險(xiǎn)絲，而不是通常地在整個(gè)電池組設(shè)置保險(xiǎn)裝置。

由于動(dòng)力系統(tǒng)采用的是小型單體電池，特斯拉的電池系統(tǒng)構(gòu)造就顯得異常復(fù)雜和精巧。以ModelS85kWh型號(hào)為例，電池板共分為16個(gè)電池組，如下圖所示的每一個(gè)矩形塊均為一個(gè)電池組，最右側(cè)堆疊了兩組。

電池組之間串聯(lián)連接，電壓共402伏。特斯拉的每個(gè)電池組又由6個(gè)單體電池包串聯(lián)而成，每個(gè)電池包由74節(jié)18650電池并聯(lián)而成。為了方便電池組內(nèi)的散熱管路的安放，單體電池包的采用不規(guī)則的布置。

因此，ModelS85kWh型號(hào)使用了多達(dá)7104節(jié)電池，按照3.6V的工作電壓和3.2Ah的電容量來(lái)計(jì)算的話，總電量約為82kWh，略低于車型說(shuō)明的電量。這7000多節(jié)電池組成的電池組重量將近700公斤，占了整臺(tái)車重量近一半。類似地，100kWh型號(hào)電池板使用了共8256節(jié)單體電池，同樣分為16個(gè)電池組。