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特斯拉4680电池成组和结构解析

2022-04-18 汽车电子设计 阅读:
最近,我们在密切跟踪4680的整体结构设计,也有不少网上的朋友和我确认关于电池组成和电芯设计方面的一些问题。。这篇电池制作分析文章将会一一解答

我和几位好友都在密切跟踪4680的整体结构设计,也有不少网上的朋友和我确认几个问题:H5bednc

(1)上面的顶层水冷板到底如何布置?H5bednc

(2)Busbar到底是怎么处理的?H5bednc

(3)电芯排气通道到底如何设计的,往上喷还是往下喷?H5bednc

通过搜集门罗老爷子和网上参观的一些内容想先做个视频,然后写一下我的看法。H5bednc

仔细对比德州的4680电池系统和柏林发布的4680系统,这里分成了两种不同的布置形式,也就是横置和竖置的两种模式,对应两种不同的水冷板,在整车的X和Y方向两种不同的模式布置。H5bednc

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▲图1. 柏林和德州展示的两种不同的设计思路H5bednc

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Part 1 电池的展示区H5bednc

在电池的展示区,特斯拉把各个部分分别吊起来,分为:H5bednc

  • 4680电芯H5bednc

  • 4680电池阵列H5bednc

  • Bandolier:这个不清楚是啥H5bednc

  • Potting:这个不清楚是啥H5bednc

  • 高压端子:这个类似整个高压接口部分H5bednc

  • BMS:这个在视频点亮起来H5bednc

  • 排气通道H5bednc

  • 顶部上盖H5bednc

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▲图2. 特斯拉的电池系统展示台架H5bednc

为了便于理解,我把这个结构重新组织了下,如下所示:H5bednc

在之前特斯拉自己的视频里面,有一个一组电池阵列的结构,我们看到下面的电池是通过塑料的绝缘支撑。在防治好的视频里面。我们能看到这个基座设计,是有一定的间隙的。在制造的角度来看,这样实现了电芯生产到电池阵列的组装合理性,然后通过机械搬运直接把电芯阵列往电池Pack里面进行堆叠。H5bednc

下图里面的爆料照片,其实是和柏林出现横置的设计相符合,两种设计的Busbar连接我理解是没有特别大的差异。H5bednc

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▲图3. 电池模组的设计结构H5bednc

而且从设计思路来看,CTC阶段电芯的泄压得往下走,把水冷板盖在上面,有好处就是能够对着上面进行隔绝。从实际的设计理念来看,这块水冷板更多的是面向360kW超充和当前的电芯内阻所增加的。可能一开始是没这个玩意的,单面冷却能和现在的快充功率兼容,随着电芯内阻的下降,这个水冷板放在上面的方案也更容易拿走。H5bednc

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▲图4. 水冷板的设计是附加的H5bednc

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▲图5. 现场展示的情况H5bednc

实际上这个包设计了4个泄压阀,因此应该有比之前21700更大的泄压通道,上方的区域由于直接和车身人员交互,一旦热量往上走,对于消费者来说是个很恐慌的事情。H5bednc

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▲图6. 泄压的设计H5bednc

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Part 2 4680电池的结构特点H5bednc

在电池系统里面,我认为德勤的判断还是很有意思的。但是方壳、刀片和圆柱使用壳体的方式是不一样的,前两者都能实现200-300Ah,后者只有25Ah,对应的100kWh的电芯数量大概是100-120对应900-1000个。因此在结构设计中,巧妙使用泄压设计,把类似于泄压通道把电芯组合成阵列,再通过灌入低密度的胶实现一体化,可以在组装过程中发挥很大的战术价值。H5bednc

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▲图7. 不同类型的发展H5bednc

小结:我是理解大圆柱电池在设计中弹性是很大的,对于水冷设计可以加可以减,整个整包的结构成本算算并不高,还有改进的空间。H5bednc

责编:Lefeng
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