深度丨特斯拉研究报告(13)

二、串并联组合、分层管理模式优化模组结构，提高电池充放电能力。特斯拉电池采用特有的串并联方式，按照“单体电池-brick-sheet-pack”顺序进行分层管理。例如，特斯拉将Roadster电池系统的6831节电池分成不同的子单元（4个模组中2个为23Brick/module，另外2个为25Brick/module，即2*23*31 2*25*31）进行并联和串联，多组串联和平板的设计，极大增加电池铺设数量和使用效率，从而提高整车动力性能和续航里程。

三、高精度的电池管理系统保障电池安全、提高循环寿命。电池管理系统（Battery Management System, BMS）是特斯拉最核心的几项技术之一。不同于铅酸电池，锂电池由于具有非线性的充放电曲线，造成不论是电芯或是电池包层面，监测、预估和管理的难度都大大增加。如果管理不当，个别电芯的过度充放电将引起永久性的电池损伤，造成整个电池系统电压、温度不稳定，严重的将导致热失控事件。因此电池管理系统对电池容量、循环寿命和安全性均起着至关重要的作用。自从Model S开始，特斯拉就采用了NCA为正极材料的电芯，与业界更加主流的高镍NCM材料相比，NCA虽然能量密度更高，但是循环寿命更短，稳定性也更差，因此对BMS提出了更高的要求。
特斯拉的BMS主要由主控模块和从控模块组成。其中主控模块相当于BMS系统的“大脑”，负责电压电流控制、接触器控制、对外部通信等功能；从控模块连接了各路传感器，主要负责实时监测电池包里的电压、电流和温度等各种参数，并上报主控模块。