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特斯拉4680電池成組和結構解析

汽車電子設計 ? 來源:汽車電子設計 ? 作者:汽車電子設計 ? 2022-04-18 14:22 ? 次閱讀

我和幾位好友都在密切跟蹤4680的整體結構設計,也有不少網上的朋友和我確認幾個問題:

(1)上面的頂層水冷板到底如何布置?

(2)Busbar到底是怎么處理的?

(3)電芯排氣通道到底如何設計的,往上噴還是往下噴?

通過搜集門羅老爺子和網上參觀的一些內容想先做個視頻,然后寫一下我的看法。

仔細對比德州的4680電池系統和柏林發布的4680系統,這里分成了兩種不同的布置形式,也就是橫置和豎置的兩種模式,對應兩種不同的水冷板,在整車的X和Y方向兩種不同的模式布置。

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▲圖1. 柏林和德州展示的兩種不同的設計思路

Part 1 電池的展示區

在電池的展示區,特斯拉把各個部分分別吊起來,分為:

4680電芯

4680電池陣列

Bandolier:這個不清楚是啥

Potting:這個不清楚是啥

高壓端子:這個類似整個高壓接口部分

BMS:這個在視頻點亮起來

排氣通道

頂部上蓋

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▲圖2. 特斯拉的電池系統展示臺架

為了便于理解,我把這個結構重新組織了下,如下所示:

在之前特斯拉自己的視頻里面,有一個一組電池陣列的結構,我們看到下面的電池是通過塑料的絕緣支撐。在防治好的視頻里面。我們能看到這個基座設計,是有一定的間隙的。在制造的角度來看,這樣實現了電芯生產到電池陣列的組裝合理性,然后通過機械搬運直接把電芯陣列往電池Pack里面進行堆疊。

下圖里面的爆料照片,其實是和柏林出現橫置的設計相符合,兩種設計的Busbar連接我理解是沒有特別大的差異。

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▲圖3. 電池模組的設計結構

而且從設計思路來看,CTC階段電芯的泄壓得往下走,把水冷板蓋在上面,有好處就是能夠對著上面進行隔絕。從實際的設計理念來看,這塊水冷板更多的是面向360kW超充和當前的電芯內阻所增加的。可能一開始是沒這個玩意的,單面冷卻能和現在的快充功率兼容,隨著電芯內阻的下降,這個水冷板放在上面的方案也更容易拿走。

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▲圖4. 水冷板的設計是附加的

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▲圖5. 現場展示的情況

實際上這個包設計了4個泄壓閥,因此應該有比之前21700更大的泄壓通道,上方的區域由于直接和車身人員交互,一旦熱量往上走,對于消費者來說是個很恐慌的事情。

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▲圖6. 泄壓的設計

Part 2 4680電池的結構特點

在電池系統里面,我認為德勤的判斷還是很有意思的。但是方殼、刀片和圓柱使用殼體的方式是不一樣的,前兩者都能實現200-300Ah,后者只有25Ah,對應的100kWh的電芯數量大概是100-120對應900-1000個。因此在結構設計中,巧妙使用泄壓設計,把類似于泄壓通道把電芯組合成陣列,再通過灌入低密度的膠實現一體化,可以在組裝過程中發揮很大的戰術價值。

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▲圖7. 不同類型的發展

小結:我是理解大圓柱電池在設計中彈性是很大的,對于水冷設計可以加可以減,整個整包的結構成本算算并不高,還有改進的空間。

審核編輯 :李倩

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原文標題:特斯拉4680電池成組和結構解析

文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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