在蒙羅老爺子最新的視頻里面,主要講述了4680的電芯設(shè)計(jì)。根據(jù)和供應(yīng)商的交流,目前我們看到的這一版設(shè)計(jì)在鎖定中,在調(diào)整材料和設(shè)計(jì);可以說(shuō)這個(gè)版本的更迭是特斯拉很重要的設(shè)計(jì)方向。
特斯拉的電池系統(tǒng)迭代,是圍繞圓柱進(jìn)行的:
18650
這個(gè)時(shí)代沒(méi)有特別好的選擇,當(dāng)時(shí)的能量遠(yuǎn)超同行,車(chē)價(jià)也保持在高位,合格供應(yīng)商松下
21700
這是當(dāng)時(shí)做到3.5萬(wàn)美金的一個(gè)重要抓手,也確實(shí)把產(chǎn)量搞上來(lái)了,合格供應(yīng)商松下、LG
4680
這是特斯拉想進(jìn)行自研自產(chǎn),定義下一代電池的重要戰(zhàn)略手段,潛在供應(yīng)商包括特斯拉自有工廠、松下、LG、SDI、寧德時(shí)代、億緯鋰能和其他中國(guó)供應(yīng)商。
在模組設(shè)計(jì)中我們看到:
- 特斯拉在4680上舍棄了鋁絲焊接的方法,通過(guò)激光焊接來(lái)連接Busbar和電芯正負(fù)極
- 模組的頂部和底部都是完整的一塊空間,整個(gè)加工的速度會(huì)更快一些
- 特斯拉采取了頂部集成采樣線的模式,也導(dǎo)入了類(lèi)似CCS的結(jié)構(gòu)來(lái)提高可制造性和可靠性
4680模組的電氣設(shè)計(jì)
在特斯拉的模組設(shè)計(jì)專(zhuān)利圖里面,已經(jīng)透露出來(lái)了一些差異化的東西,在本次蒙羅老爺子的拆解中得到了很系統(tǒng)的展示。
匯流排設(shè)計(jì)的并聯(lián)結(jié)構(gòu),確實(shí)有點(diǎn)詭異,從目前清點(diǎn)的數(shù)量來(lái)看,凸起來(lái)有9個(gè)電芯,一共有6排,然后按照三角形進(jìn)行圈住。下面圖里面,用黃色框代表一個(gè)特寫(xiě),綠色我圈出來(lái)的電芯。然后我把整個(gè)的匯流排結(jié)構(gòu)用圈住的方式進(jìn)行標(biāo)注,因此這里分為兩部分:
電芯連接點(diǎn),可以看到用激光焊接的方式進(jìn)行標(biāo)注
Busbar之間進(jìn)行連接,這里設(shè)計(jì)有意思啦,有一塊大的支撐部分把匯流排和電芯之間連接起來(lái)
如下圖所示,為了從結(jié)構(gòu)上固定,這里使用了樹(shù)杈固定的部分來(lái)把匯流排固定住,而且Busbar之間的連接是配置了絕緣材料,充分考慮在3D的范圍內(nèi)把Busbar之間進(jìn)行連接。
從焊點(diǎn)來(lái)看,特斯拉在母線排上放棄了鋁絲Bonding焊接這種既麻煩、可靠性又比較差的方案,一個(gè)可能原因是整個(gè)連接承載的電流變大了,從可靠性和體積利用率來(lái)看,這種3D復(fù)合的效率更高,工藝更可靠。
同時(shí)電芯的電壓線,使用銅片直接與匯流排直接焊接, 9個(gè)并聯(lián)的電芯出一個(gè)電壓采樣點(diǎn),這里使用了CCS的概念,把4680上面的蓋子進(jìn)行高度集成,內(nèi)部通過(guò)集成溫度傳感器的方式。
總體來(lái)看,這種設(shè)計(jì)起始把難度全部交給了供應(yīng)商,等于供應(yīng)商需要提供這么一個(gè)底部的蓋子和頂部的蓋子,然后通過(guò)機(jī)械的方式把電芯一個(gè)個(gè)放進(jìn)去。
框架的兩端
為了方便電流連接,類(lèi)似大框架模塊兩端輸出的連接通過(guò)激光焊接與輸出極片連接,輸出極通過(guò)框架塑料基板頂起來(lái)。整個(gè)電氣部分還是通過(guò)橘黃色的塑料板頂起來(lái),然后通信線通過(guò)頂部管道連接到BMS。
這里有一個(gè)絕緣蓋子,能把模塊的輸出部分保護(hù)起來(lái),達(dá)到加強(qiáng)絕緣的電氣隔離。
小結(jié):總體來(lái)看,這個(gè)4680的設(shè)計(jì)部分一步步是簡(jiǎn)化裝配過(guò)程,把很多的零件盡量集成起來(lái),然后交給供應(yīng)商來(lái)提供,進(jìn)一步提高4680電芯到電池包的組裝速度。