电池是如何保证不起火爆炸的？且看电池保护机制怎么发挥作用

电池保护机制

　　这或许是研究Model S起火事故最关键的部分了。上面我们了解了电池组的内部结构，下面我们要看的是电池组之下，位于Mode S底盘最底部的一层金属保护层——防弹保护盾。在下图中这个部分是1203。在研究1203之前，我们先来了解下电池组本身有哪些保护措施。

　　在电池组的顶部有一层面板，即1201。这层面板既可以是单层，也可以是多层，它实现的功能有很多：降低噪音、降低热传导、降低来自底盘的震动。降噪方面，1201最高能降低20分贝1000Hz以上噪音；减震方面，1201能最高能降低40%的传递自路面的震动；隔热方面，1201能的热传导性最低能低至0.1W/m-K，最高能持续性承受750摄氏度的高温，能承受1000摄氏度约10秒，能承受1400摄氏度的高温约1秒。为了实现上述降噪、隔热以及减震水平，Tesla的研究人员发现需要对1201进行30%左右的压缩才可以。在材质方面，1201可选的材料包括陶瓷纤维、石英纤维、氧化铝、硅酸钙镁等。

　然后是为了进一步保护电池组而加装的防弹保护盾，即1203。Tesla并未明确指明其材质，只是说明可以由铝、铝合金或者碳纤维材料制成，甚至还可以是由玻璃纤维或塑料。这个防弹保护盾作为车辆的最底层面板，是保护电池组不受路面障碍物撞击的第一道防线，也是最为坚固的面板。为了更好地发挥防弹保护盾的效果，在电池组的底板603与保护盾1203之间，Tesla特别设计了一个隔离区域。对于这个隔离区域，在电池专利中有两种设计：一是留空，并在每个电池隔离板(601A-601H)对应的平面内加装一条加固板(1209)。隔离区域的高度根据具体应用情形为10mm-50mm之间。

　　这个加固板(1209)与隔离板(601)是处于一个平面的，这样设计主要是考虑到如果保护盾受到过大的外力撞击，原本为了抵抗撞击而设计的加固板不会因受力过大而损害到电池组底板(603)。第二种设计即是FIG.14与15展示的，在隔离区域填充“缓冲”物质，这可以是具有弹性的材质，也可以是不具有弹性的材质。Tesla举例的材质包括塑料泡沫、填充剂等。注意图FIG.15，这种在填充物与保护盾1203之间留有空隙的设计，叫做“装蛋箱”造型。个人猜测这种设计是在填充不具有弹性的材质时使用的。

　　以上便是Model S电池组的结构设计解析，参考的材料是US 8286743 B2号专利。需要提醒读者的是，该专利说明提交于2011年12月5日，当时Model S车型还未大规模量产，因此该专利中描述的电池组技术与现款的Model S车型会有些许的不同。随着时间的推移，Model S电池组的制造工艺与电源管理技术在不断提升，因此本文描述的电池技术并非一定是现款Model S采用的，但基本一致。

　镍氢电池是目前最环保的电池，注重环保的国家都大力提倡使用镍氢电池，因为易于回收再利用，且对环境的破坏也最小。镍氢电池不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有较大的能量密度比，这意味着可以在不为数码设备增加额外重量的情况下，使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间。与镍镉电池相比，镍氢电池另一个优点是：大大减小了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池可以更方便地使用。

　　不过镍氢电池也存在局限性：充电时间长、重量较沉、容量较小，还有记忆效应。它的记忆虽然不像镍镉电池那么大，但还是需要放电，用户必须用尽后再充电。