Ingineerix大神在油管上對(duì)Model S Plaid的電池系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)做了一些拆解和評(píng)論，我想分兩期把這個(gè)內(nèi)容給梳理一下。在這里由于模組沒有拆，主要能得到的信息包括：整體模組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和電氣設(shè)計(jì)。據(jù)我了解這個(gè)設(shè)計(jì)，未來提升的能力是400V+*900A，走的是大電流的路線。
一、電池模組設(shè)計(jì)
這個(gè)電池系統(tǒng)整體分隔為5個(gè)區(qū)域，從目前的設(shè)計(jì)來看，可能是從大模組過渡到了和系統(tǒng)整體粘接的程度。
圖1 Model S Plaid的電池系統(tǒng)
這5個(gè)大電池塊的正負(fù)極布置在兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)邊，通過busbar焊接串聯(lián)起來，模組里面電池的配置為22S72P，整個(gè)電池系統(tǒng)達(dá)到了110S72P，其實(shí)把整體的電壓拉高了，額定電壓為401V，電芯數(shù)量根據(jù)初步計(jì)算為7920個(gè)18650電芯，松下在這款電芯上提高了能量密度。模組尺寸目前還不清楚，沿寬度方向來延伸布置，大概在1.3-1.4m左右。
圖2 特斯拉在模組邊沿母線的處理（上面蓋了絕緣層）
在這一邊的模組邊沿的母線設(shè)計(jì)中，可以說很有意思的設(shè)計(jì)了：一定程度的熔斷保護(hù)，我覺得這是特斯拉能有效使用Pyrofuse的關(guān)鍵，如果只依靠Pyrofuse對(duì)功能安全等級(jí)要求比較高，在這里使用了電芯、模組兩級(jí)的物理熔絲保護(hù)，也是在不同層面實(shí)現(xiàn)了冗余。
圖3 特斯拉的CMU設(shè)計(jì)
目前如Model Y的4680一樣，特斯拉把BMS的采樣板CMU做成長(zhǎng)條，然后在模組實(shí)現(xiàn)一體化，同樣通過結(jié)構(gòu)件和膠固定在端板上，直接通過電芯間匯流排的busbar引腳連接到PCB板子上，這幾乎是完全一樣的。
二、電氣設(shè)計(jì)
在整個(gè)Pack的布置上，Model S Plaid這臺(tái)車一開始設(shè)計(jì)定位就是高性能的車型，所以需要往四驅(qū)方向設(shè)計(jì)，在電氣設(shè)計(jì)中有非常新的特點(diǎn)。
在這里分成了兩部分：
BDU和BMS和熔絲：把它們放在前方，只有Pyrofuse設(shè)計(jì)了維修窗口，作為前BDU；
接觸器的組合：主正、主負(fù)和兩個(gè)雙胞胎的快充接觸器，放在了電池系統(tǒng)的后部，設(shè)計(jì)了維修窗口，從座椅下方進(jìn)行處理。
特斯拉巧妙地使用通過兩個(gè)巨大的長(zhǎng)busbar將這兩個(gè)BDU連接起來。
圖4 這個(gè)Busbar也做了絕緣處理
需要注意的事情是越來越多的車企開始做了半電壓防護(hù)，也就是主熔絲放置在大模組相連接的中間，關(guān)于半電壓的設(shè)計(jì)防護(hù)有詳細(xì)的計(jì)算過程，這個(gè)我曾經(jīng)仔細(xì)演算過，等我有空我分享下計(jì)算過程。
圖5 特斯拉前方的電氣布置
圖6 特斯拉后方的電氣布置
從供應(yīng)鏈反饋的規(guī)格來看，特斯拉目標(biāo)是把充電電流不斷提升，未來是想要提升到900A甚至更高，所以在整個(gè)電氣設(shè)計(jì)中，涉及充電回路的保護(hù)器件都做了提升。因此這個(gè)Pyrofuse要比之前的更大，一方面是需要加大滅弧的區(qū)域設(shè)計(jì)，并且把之前一部分歷史上的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行改善。備注：從器件供應(yīng)商這邊了解實(shí)際的原理和實(shí)驗(yàn)信息還是比較有效的方法。
圖7 特斯拉選擇的升級(jí)的Pyrofuse
由于特斯拉全系導(dǎo)入熱泵，目前特斯拉只需要2根輔助的熔絲，整車只需要給空調(diào)壓縮機(jī)和PCS回路兩個(gè)方向進(jìn)行保護(hù)即可。目前來看，電池管理系統(tǒng)被定義為不太會(huì)損壞的部件，至少?gòu)腂MS和PCS兩個(gè)部件來看，故障率應(yīng)該是倒掛的，所以布置也換了過來。
圖8 特斯拉的BMS放置在了最底層，包括2根熔絲
小結(jié)：我覺得這個(gè)包的最大設(shè)計(jì)特點(diǎn)是在電氣設(shè)計(jì)上有很多改進(jìn)的地方，有些時(shí)候是大力出奇跡，真的得選足夠好的電氣部件才能有好的設(shè)計(jì)出來。感覺還是有一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)還沒弄出來，等我有空再整理下思路。 |
