其他電動汽車的熱管理系統

　　 日產LEAF的熱管理系統

　　日產汽車公司的LEAF純電動汽車采用了少見的被動式電池組熱管理系統。電池組由192節33.1 Ah的層疊式鋰離子電池組成。4節單體電池采用兩并兩串的連接形式組成模塊，48個模塊串聯組成電池組。電池組采用密封設計，外界不通風，內部也無液冷或空冷的熱管理系統，但寒冷地區有加熱選件。LEAF所采用的鋰離子電池經過電極設計后降低了內部阻抗，減小了產熱率，同時薄層（單體厚度7.1 mm）結構使電池內部熱量不易產生積聚，因此可以不采用復雜的主動式熱管理系統。電池組的壽命保證期是8年或16萬公里。

　　通用Volt的熱管理系統

　　通用汽車公司的Volt插電式混合動力汽車使用了288節45 Ah的層疊式鋰離子電池。電池組的電氣連接可等效為96片單體串聯成組，3組并聯。熱管理系統采用了液冷式設計方案，以50%水與50%乙二醇混合物為冷卻介質。單體電池間間隔布置了金屬散熱片（厚度為1 mm），散熱片上刻有流道槽。冷卻液可在流道槽內流動帶走熱量。在低溫環境下，加熱線圈可以加熱冷卻液使電池升溫。

　　圖2. Volt的熱管理系統

　　Volt的電池組內的溫度差可控制在2°C以內，有力地支持了8年的電池組壽命保證期。

　　Tesla Roadster相對于其他電動汽車在熱管理上的特點

　　從上述分析可以看到，Tesla Roadster在熱管理系統上遠比其他電動汽車要復雜。Tesla的電池組是由6831節單體容量較小的18650電池組成的，要保證這么多電池的溫度差異不超過±2°C是一件非常困難的事情，但是Tesla做到了，這也凸顯出Tesla在電池管理上的先進、獨到之處。但是，又有一個新問題出來了：既然LEAF和Volt采用大容量的層疊式鋰離子電池匹配較簡單的熱管理系統也能實現設計目標，為什么Tesla還要采用18650電池和復雜的電池管理系統？筆者認為有如下原因：

　　a. 18650電池的優點：18650電池已經廣泛地應用在消費類電子產品中，生產廠商已經積累了大量的技術經驗用于控制成本，提高性能（特別是安全性、一致性等）。Tesla在選擇電池廠商時，特別選擇了那些積極投資于減少產品缺陷的企業。

　　b. Tesla的相對優勢：在所有的電動汽車制造商中，Tesla是很神奇的一家。它既不是電池生產商，也不是傳統的汽車生產商，但它居然成功了。中國的比亞迪是從電池起家，轉而生產電動汽車；日本的日產是傳統的汽車廠商，后來與NEC合作開發電池，進入電動汽車市場。Tesla的技術優勢在哪里？我認為電池管理系統絕對是其中很重要的一個部分。在Tesla的技術團隊中，偏向電子、電工方向的工程師應該是占多數的，因此開發電池管理系統難度遠低于開發電池（偏向材料、化學）或者底盤（偏向機械）等。

　　在Tesla技術總監J B Straubel訪談中，他對“Tesla一直會綁定在18650電池上嗎？Tesla會不會選用別的什么電池？”這個問題的回答是：“相信我，在不久的將來我們會看到18650是最有說服力的。我真的不知道為什么18650會引起那么多爭議，沒有人會在乎你油箱的形狀和大小，但是在電動車上用什么形狀和大小放入電化學能量卻引起這么多的爭議。人們應該真正討論的是里面放了什么樣的化學物質,這些物質的性質決定了成本和性能。目前我們的電池實際上是深度定制的，我們和松下一起做了大量的客戶定制工作。我們做的是汽車級的電池，按照汽車級的標準嚴酷測試，絕對不可能在任何筆記本上找到這種電池。我們之所以使用18650這樣形狀和大小的電池主要是出于生產和成本效率方面的考慮，任何一種大電池都滿足不了我們需要的價格水平。我們認為對于電動車，你的產品有一些關鍵的安全和性能指標這是必須的，但是最重要的是你產品能量存儲的成本效率。如果有公司覺得自己的電池架構更劃算，我們隨時洗耳恭聽。但是目前為止我們還沒有發現一家公司能證明比我們的電池架構更具成本效益。”

　　J B Straubel對Tesla的長期合作伙伴戴姆勒和豐田的態度是：“豐田對我們在提升生產經營和供應商質量問題上非常有幫助。在大型制造企業里面他們是世界界上最好的公司。他們建立了一門科學追蹤生產缺陷，在很多地方幫到了我們。我們從戴姆勒學到的關鍵知識是產品的驗證和測試，他們帶來了很多在這些領域的高強度的嚴謹性。他們要做的真的是極高質量的產品，戴姆勒的產品和豐田在產量價格上都是不同的。因此對我們制造電動車而言，能從這兩家混合吸收經驗真是一件很酷的事情。合作是互相促進的，他們渴望傾聽和了解我們是如何創新,編軟件和解決問題的。我得說我們在編軟件和電子工程方面領先了他們不止一點點。”