Du hast recht, die einzelnen Zellen können keine höhere Nennspannung haben, bei LiIon ist das immer zwischen 3,3 und 4 V.
Allerdings geht Dein Denkbeispiel davon aus, dass für die Temperaturentwicklung allein der Innenwiderstand verantwortlich ist.
In Wirklichkeit ist es aber der fließende Strom, der zusammen mit dem Widerstand die Temperatur ausmacht.
Natürlich ist der Innenwiderstand der Zellen gleich, egal wie das Akkupack ausgelegt ist.
Aber wenn ich doppelt so viele Zellen in Serie schalte, und eine gewisse Leistung abfordere, muss das Akkupack und damit jede Zelle nur halb soviel Strom abgeben, weil die Spannung doppelt so hoch ist.
Beim Ladevorgang gilt dann das gleiche, nur umgekehrt.
Das gilt übrigens nicht nur für die Batterie, sondern auch für den Motor, der ja bei Tesla das Hauptproblem mit der Temperatur hat. Bei Dauervollstrom überhitzt sich der Motor wesentlich schneller, als die Batterie...