Why Tesla's "Powerwall" Battery Is Amazing
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按：本文作者刘杰，對岸中國杭州捷能科技有限公司。
自Tesla電動汽車面世以來，其動力電池系統PACK技術，已經經歷了三代不斷的更新與提升，這三代電池系統技術分別對應的車型為：
- 第1代電池系統PACK技術： Roadester
- 第2代電池系統PACK技術： Model S/X
- 第3代電池系統PACK技術： Model 3
雖然Model3尚沒有上市，但最近Model S P100D電池包更多訊息的披露，為我們逐步揭開了Tesla的第三代電池技術的神秘面紗。
電芯層面：
從已曝光出的信息和圖片來看，100D仍然採用圓柱電芯18650，這點與第一代和第二代產品相同，而Model3將採用21700型圓柱電芯。
模組與PACK層面：
與Roadster的第1代電池系統不同，Model S與Model3的電池系統均是「滑板式」，但在PACK佈置和模組的設計，會有很大不同。這點可以從Model S P100D的電池系統設計，窺探一二。
P100D（100度電）與P90D（90度電）的電池系統外形、尺寸完全一樣，這就意味著Tesla要在同樣的尺寸空間內，要多裝進去10度電，同時還要能保證安全與可靠性。在電芯選定的情況下，此時，就需要在模組和PACK技術層面，做進一步的突破。
總的思路就是每個模組中，裝入更多的電芯，對比P90D/85電池模組（上）與P100D電池模組（下）
P90D/85電池模組（上）與P100D電池模組（下）對比
P90D共由16個模組構成，每個模組有444個電芯，74並、6串，共計7104個電芯；而100D同樣由16個模組構成，但每個模組有516個電芯，86並、6串，共計8256個電芯。P100D保持整個電池包的電壓不變，每個模組併入更多的電芯，提高了過流能力。
P90D的最大電流為1520A，P100D為1760A。這種模組級別的重新設計，對Tesla Model3至關重要，P100D的電池系統，正是對第三代電池系統技術最好的前期驗證。
Musk曾多次強調，這種模組和系統層面整合技術的重要性，很多人會將電芯與電池技術混為一談，二者實則有很大的不同，尤其是當你要處理成千上萬顆電芯時，模組和PACK級別的技術複雜性，將變得很有挑戰性。電芯可以視為是單純的化學問題，而模組和PACK層面，則更多的是機械、電氣和軟硬體問題。
“People often think that a battery and a battery pack is the same thing, but the technical complexity once you get to do a large number of cells in a pack is very much on the module/pack level. You can think of the cell level as being a chemical engineering problem and the module/pack level as being a mechanical, electrical and software engineering problem.”
對於一定外形和體積的電池包，要想提升電量，通常有兩種方案：一是提升單個電芯的能量密度，這正是Model S P85 到P90 Tesla所採用的方案（約提升了6%，電芯能量密度大概也是5%-6%/年）；二是PACK層面的重新設計，這是P90D到P100D升級時，Tesla的思路。
根據已有的信息分析，P85的實際電量在81.5度左右，可用電量為77.5度左右；P90D的實際電量在85.8度左右，可用為81.8度左右；而P100D的實際電量在102.4度左右，可用電量為98.4度左右。
即通過模組與PACK系統層面的技術優化，同樣體積的電池包，電量提升了20%左右（有報導表示，PACK的重量僅增加了4%，P90D的電池重量大概為544kg）。
即通過模組與PACK系統層面的技術優化，同樣體積的電池包，電量提升了20%左右（有報導表示，PACK的重量僅增加了4%，P90D的電池重量大概為544kg）。
熱管理系統：
目前來看，P100D之所以能夠「擠進」更多的電芯，很大一部分是得益於冷卻系統的重新設計。冷卻系統的重新設計，要保證兩個基本點：
- 騰出更多的空間
- 保證冷卻效果
↑P100D的冷却系统
P85與P100D的冷卻系統示意圖對比如下：
↑P85冷却系统
↑P100D冷卻系統方案1
↑P100D冷卻系統方案2
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