我想寫一下有關Model S Plaid的電池系統設計,同時探討一下特斯拉的設計理念。參考信息一方面主要來自Model S Plaid的拆解信息,另一方面對比借鑒了其他方面的內容。
在拆解中,目前觀察得到Model S Plaid的電池設計包括:
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導入了在Model 3中的PCS(Charger+DCDC)設計,11kW是標準的車載充電系統;
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電池系統頭尾設計了兩個維修窗口,分別針對PCS和兩組接觸器(主正、主負和雙胞胎的快充接觸器);
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為PyroFuse單獨設計了維修窗口——實踐證明把PyroFuse作為單獨一道防線,得把這個部件作為易損件,需要作單獨維修的處理;
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導入了Model Y上的金屬殼體的連接器,縮短了快充連接線纜的長度,目標是將來面向大電流的350kW充電。
從整體的設計理念來看,我們可以看到特斯拉在設計理念上幾個特別有意思的地方:
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每個平臺都在迭代,存在一些共性的優秀設計,可以進行類似模塊化的移植;
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雖然Model S和Model 3是不同平臺,但是在驗證確認后的優秀設計,是很快同步部署上不同平臺,而且部署得非常之快;
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單個平臺的迭代和更新,是朝著不斷降本和優化的方向,在不斷完善。

圖1 特斯拉從Model S到Model S Plaid 電池系統的迭代
下面這個是一個雙電機版本,實際上Model S plaid 還有一種前1后2的驅動配置。

在這里最讓人印象深刻的是Model S Plaid的電氣維修設計,由于特斯拉是往CTP發展的,所以它的電氣設計方面特別注重可維修性。

圖3 Model S Plaid電池系統的Service Panel 1
這個Panel下面,最主要的部件是四個接觸器,包括快充的雙胞胎接觸器、主正和主負接觸器。

為了盡可能降低大電流的發熱,能看得出來,連接快充連接器輸入部分和快充接觸器這里做了最簡化的設計,如下圖所示。
備注:根據我的連接,這個持續電流設計目標是往900A來做的

這里最有趣的設計,就是特斯拉為PyroFuse單獨設計了一個維修窗口,在整包的最下方。在這里的最大好處,PyroFuse有了比較靈活的替換策略,把車輛吊起來可以更換,這應該是目前特斯拉維修方法里面的最大更新,讓反應敏捷的Pyro Fuse最快斷開來保護整個電池和電氣系統,壞了經過診斷以后來更換熔絲。

在這個維修窗口里面,主要分兩層,底層是小熔絲、BMS,上層是PCS。這個設計邏輯和Model 3和Model Y正好相反,當時是PCS在下,BMS和熔絲在上,我估計是由于實際維修頻率PCS比較高。

Model S的電池管理系統和整體復用了Model 3和Y的設計,熔絲從3根減少為2根,主要是高壓PTC去掉了,只要給PCS和熱泵的壓縮機供電即可,所以整體的維修頻率大大降低。

而整體的高壓輸出,Model S Plaid采取包內走線的方式,如下圖所示:
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快充連接器,是把電池包頂上去,然后在車廂內采取線纜插接的方式,地板上有個孔;
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后驅驅動逆變器連接器:在電池后方的底部,如下圖所示;
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前驅驅動逆變器連接器:在凸包的前方和電壓縮機的連接器在一起;
特斯拉最終選擇在包內走高壓母排的方式,從總體的設計來看,在Model S Plaid里面,過大電流高壓線纜大概只有0.5米*2芯,用來連接快充連接器和電池包的輸入,其他前驅逆變器和后驅逆變器大概只有0.3米左右,加起來只有1米,整個高壓線纜的工作已經結束了,全部被內部的高壓銅排設計所取代。過小電流的,就是前方到壓縮機這邊,大概也只有0.6米左右

小結:先寫到這里,想起前段時間有一位行業分析師問我高壓線纜的供應鏈情況,這部分市場的想象空間很小,整車就這么一點。
特斯拉把高頻的安全部件作為維修件處理的方式,還是非常有參考價值的。