可以从以下几个方面来理解 Model S 的电池:

(图片来源网络,侵删)
核心技术:松下/LG/Samsung SDI 的 18650/21700 电池单元
与许多早期电动车使用大块“铁盒子”电池不同,特斯拉从一开始就采用了小型的圆柱形锂离子电池单元。
-
早期 (Model S/X): 18650 电池
- 型号:直径 18mm,高度 65mm,这也是“18650”名字的由来。
- 来源:主要供应商是松下,这种电池最早在笔记本电脑中广泛使用,技术成熟,成本相对较低。
- 优势:大规模生产使得成本可控;单个电池失效对整个电池包影响小;成熟的供应链和回收体系。
- 劣势:能量密度相对较低,需要成千上万个电池组合,电池包内部结构复杂。
-
后期 (部分 Model 3/S): 21700 电池
- 型号:直径 21mm,高度 70mm,体积更大,容量也更高。
- 来源:与松下、LG、三星 SDI 等合作。
- 优势:能量密度比 18650 更高,续航里程得到提升;结构可以更优化,降低成本。
- 应用:特斯拉在 Model 3 上率先大规模应用 21700 电池,并将其技术反哺到部分新款 Model S/X 上,以提高性能和降低成本。
电池包结构:数以千计的电池如何管理
一个 Model S 的电池包里装有数千个小电池单元,如何让它们协同工作,并且保证安全?特斯拉的电池包结构是其核心秘密之一。

(图片来源网络,侵删)
-
模组化设计
- 电池首先被分成几个大的模组,每个模组包含数百个电池单元。
- 模组之间有独立的冷却板和电路管理,这种设计提高了系统的冗余性,如果某个模组出现问题,其他模组仍可以工作,车辆不会完全瘫痪。
-
电池管理系统
- 这是电池包的“大脑”,BMS 实时监控每个电池单元的电压、温度、电流等关键数据。
- 核心功能:
- 均衡管理:确保所有电池的充电和放电状态一致,防止某些电池过充或过放,从而延长整个电池包的寿命。
- 热管理:通过冷却液循环,将电池产生的热量带走,保持在最佳工作温度(通常在 15-45°C 之间),既保证了性能,又提高了安全性。
- 安全保障:在检测到异常(如短路、过热)时,BMS 会切断电路,防止热失控。
-
物理结构
- 电池包被设计成车辆底盘的一部分,位于车辆底部,这种“滑板式”底盘设计不仅保护了电池,还降低了车辆重心,极大地提升了操控性。
- 电池包外壳非常坚固,是车辆结构安全的一部分。
电池容量与续航里程
Model S 提供了多种电池配置,对应不同的续航里程。

(图片来源网络,侵删)
-
早期版本 (如 85 kWh, P85D)
- 使用 18650 电池,容量约为 85 千瓦时。
- EPA 续航:约 426 - 502 公里 (265 - 312 英里),当时这个数字在行业内是革命性的。
-
后期版本 (如 100 kWh, Plaid)
- 使用能量密度更高的 18650 或 21700 电池,容量提升至约 100 千瓦时。
- EPA 续航:最高可达 637 公里 (396 英里),这是目前量产电动车的顶尖水平之一。
- 注意:实际续航会受到驾驶习惯、气温、空调使用、路况等多种因素影响。
电池性能与充电
-
极致的充放电能力
- 电池包支持非常高的充放电功率,这直接决定了车辆的加速性能和充电速度。
- Model S Plaid 的百公里加速进入 2 秒级,这背后就是电池能瞬间输出巨大的电流。
- 支持特斯拉的超级充电桩,最高功率可达 250kW,能在短时间内补充大量电量。
-
电池衰减
- 和所有锂电池一样,Model S 的电池容量会随着使用时间和充放电次数的增加而衰减。
- 特斯拉通过先进的 BMS 和热管理系统,将这种衰减控制得非常好,许多车主报告,使用数年后,电池容量仍能保持初始容量的 85% 以上。
- 特斯拉提供8年/不限里程的电池保修(不同国家和版本略有差异),如果在保修期内电池容量衰减超过特定阈值(如 70%),可以免费更换。
安全性
电池安全是电动车的重中之重,特斯拉在 Model S 的电池安全上下了很大功夫。
- 物理防护:坚固的底盘外壳能有效抵御路面碎石撞击。
- 热管理系统:主动式液冷是防止热失控的关键,它能快速带走热量,避免电池在极端情况下(如多次快充、高温环境)发生不可控的连锁反应。
- BMS 安全策略:实时监控和多重保护机制,从软件层面防止危险发生。
- 事故表现:尽管有少数起火案例,但总体来看,Model S 的电池安全记录是良好的,在严重碰撞中,电池包结构设计的坚固性也保护了乘员舱。
特斯拉 Model S 的电池不仅仅是一个储能设备,它是一个集电化学、结构工程、热力学和软件控制于一体的复杂系统。
- 创新点:采用小型圆柱电池的模组化设计,通过 BMS 精准控制,实现了高能量密度、长寿命和高安全性。
- 核心优势:为 Model S 带来了超长的续航、极致的性能和可靠的保障,是其作为豪华电动轿车成功的关键基石。
- 发展趋势:从 18650 到 21700,再到未来可能的4680 电池,特斯拉的电池技术仍在不断演进,追求更高的能量密度、更低的成本和更快的充电速度。
