[技術情報] テスラ P100Dのバッテリーモジュールの改良点

2017/01/25 2017/04/24

テスラは最近、モデルSとモデルXに、P100Dという車種を追加しました。この新しいバッテリーパックは、従来で最も大きな容量（85kWhもしくは90kWh）をさらに大きく、100kWhにしたものです。

90kWhでもぎっしり電池が詰まっていましたから、そのモジュールの内容（電池を冷やすシステムや、電池が何個入っているのか）などについて様々な憶測がなされていましたが、最近写真付きで英語の解説がアップされました。日本語でポイントを概説します。

元記事（英語）：Pics and Info: Inside the Tesla 100kWh Battery Pack
ごの記事の存在をご教示いただきましたテスラオーナーの安東さん、ありがとうございました！

バッテリーパック

これまで 74セル並列　×　６グループ　×　16モジュール　（全部で7104個の電池）だったものが
今回は 86セル並列　×　６グループ　×　16モジュール　（全部で8256個の電池）になりました。
つまり16%容量が増えています。

実測バッテリー容量

実測で98.4kWh＋通常は使用しない4kWh＝102.4kWhで、「100」という名称の名に恥じない容量がある。
（従来の85は、（たとえばコンピュータのディスク容量と同じくすこし欠けていて）82kWh程度だったと言われている）

使用電池

これまでと同じ、18650電池（18mm × 65.0mm）を使用している。
テスラが次世代のモデル3に使用する予定の電池ではない。
＝2170電池。なぜか「21700」とは呼称していないようです（大きさは21x70mm）。

使用電圧

変わらず6セルタイプで電圧は変わっていない

最大電流

従来最高だったP85D/P90D（の Ludicrous Mode）における1520Aを上回り、
1760A となった。これは並列セル数が　74→86になった倍率と同じ増え方である。
（1520 x 86 ÷ 74 ≒ 1760）

注）EVのバッテリー容量と、エンジン車のガソリンタンク容量

バッテリー容量と燃料タンク容量は同じようなものだと想像されがちですが、実はかなり違います。

航続可能距離を決定するという意味では同じなのですが、EVのバッテリーが大きいことは、 (1)より速く充電できる (2)より速く加速できる、という２つの利点も併せ持ちます。

(1) に関しては、バッテリーを充電する時、充電率が100％に近くなるほど充電速度が遅くなるからです。たとえば30kWhの電池で27kWhまで充電したら、充電率は90%に達しますから、その後は長い充電時間がかかります。一方100kWHの電池で27kWhのときは、充電率は27%でしかありませんから、まだまだ最大速度で充電されます。同じ状態でCHAdeMOで充電する時、後者のほうがうんとはやく充電できます。下の図は、テスラモデルS（P85+) で充電しているときの　航続距離 Km（＝充電量）vs 充電電流アンペアの関係です。充電率が上がるほど、充電速度が遅くなっていますね。

(2)に関しては、電池が大きいと、流せる瞬間電流も一般に大きくなるからです。今回は、従来の最高であった1520Aが、16%増しの1760Aになっています。モーターに流す電流が増えるので、速く加速することになります。現状のテスラ車の場合、モーターの最大能力は「過剰」な水準であり、加速力は流せる電流の大きさによって決まっています。

ヒューズ

これは、従来と同じような形状だが、「DISCONNECT,PYROTECHNIC,HYBRID,100kWh」という注釈がなされている。
おそらく、従来よりも高い電流まで流すことができるヒュースが使用されている。
（注）つい最近まで1500Aもの電流を流し続けられるヒューズは存在せず、流すと溶けてしまっていた。テスラはLudicrous Modeを開発した際に、特殊合金から成る新しい耐熱ヒューズを開発したが、今回はさらにそれを改善して、大電流を流せるようにしたものと思われる。