敗筆還是杰出?激辯特斯拉MODEL 3的設(shè)計

敗筆還是杰出?激辯特斯拉MODEL 3的設(shè)計的圖1

特斯拉兵臨城下,上海臨港廠區(qū)已經(jīng)大興土木。Model 3 投產(chǎn)在即,25萬人民幣的普及型的豪華電動車已經(jīng)在上海港下船。

MUNRO工程公司總裁,資深的工業(yè)制造業(yè)專家Munro先生近期接受采訪,他說:MODEL 3的車身設(shè)計是敗筆。

特斯拉試圖通過采用鋼鋁混合的底盤框架提升 Model 3 的安全性,但事實上,Model 3 平鋪于底盤的電池組已經(jīng)大幅提升了底盤的剛度。而這些煞費苦心組合的鋼鋁框架,帶給 Model 3 的作用完全是負面的。

鋼鋁框架讓 Model 3 的裝配非常復雜困難,它的配件數(shù)量過于繁雜,工人需要對齊縫隙,這讓制造難度大幅增加。

同時,它還導致了 Model 3 整備質(zhì)量的上升,影響了操控性能和續(xù)航。

Model 3 一個白車身上集成了五種完全不同的連接方式和大量繁雜的、不必要的配件。在 Munro 看來,這是特斯拉工程師們「炫技式造車」的體現(xiàn)。

顯而易見,通過各個部位的過度設(shè)計,Model 3 取得了很好的安全碰撞測試成績,它是美國國家高速公路管理局測試過的受傷概率最低的五星安全車型。然而,這種過度設(shè)計已經(jīng)破壞了對 Model 3 其他指標的平衡。

那么特斯拉為什么這么設(shè)計?電動車的核心是續(xù)航,續(xù)航的重要因素之一是減重。

那么Model 3的車身設(shè)計奧妙到底在哪里?

Model X 的設(shè)計思路是很輕的車身,很牢固但很重的電池包。

Model 3 的設(shè)計思路相反,電池包追求極致減重,結(jié)構(gòu)強度的事情交還給車身。甚至為了追求減重,造成了不少加工工藝上的問題,以至于在早期量產(chǎn)過程中難以提升電池包產(chǎn)能。

不過這對馬斯克來說似乎是家常便飯的事情,先把產(chǎn)品目標達到,再解決工藝問題,無論是造車還是造火箭。

先說一下 Model 3 電池包的減重成果,在車身主要結(jié)構(gòu)使用鋼材的情況下,Model 3 的車重控制在 1.7 噸,對應(yīng)的是最大 80.5 kWh 的電池容量(實際 BMS 控制在 78 kWh 的放電能力),與之相同檔次汽油車如寶馬 3 系和奔馳 C 級的車重在 1.5-1.6 噸。這是繼充電能力接近汽油車使用閾值之后,又一個與汽油車極為接近的電動車弱項。

裝了 80.5 度電的 Model 3 電池包重量僅有 478 公斤,其中非電池部分重量 169 公斤。而 Model S 85D 版本總能量為 81.5 kWh 的電池包重量 545 kg。也就是實現(xiàn)相似電池容量的電池包,重量減輕大約 67 kg。

怎么做到的?

電芯數(shù)量減少了。

來自電池能量密度的提升已經(jīng)賦予了 Model 3 相當可觀的電池包能量密度,而應(yīng)用單個容量更大的 2170 電池所帶來的另外一個好處則是電池數(shù)量的大大降低,從 Model S 的 7000 多節(jié)降低到 4416 節(jié)。

電芯數(shù)量少了在減重上有啥作用?

首先是更短的散熱管路長度。即便是考慮到 2170 單個電池比 18650 需要更多的散熱接觸面積,4416 節(jié)所需要的散熱管長度還是比 7000 多節(jié)降低許多。

其次是電氣結(jié)構(gòu)集成度高,DC-DC、充電機、配電器全部集成,而且每一個模塊相對 ModelS/X 也更小、更輕。值得一提的是,Model 3 布置電氣設(shè)備的 service panel 是和電池包主體部分隔離的,在需要維修的時候可以獨立打開。

敗筆還是杰出?激辯特斯拉MODEL 3的設(shè)計的圖2

拆解開的 Model 3 電池包,最左側(cè)的模組已經(jīng)被拆走

最大頭的則是結(jié)構(gòu)減重,大部分 Model S 車型的電池包分為 16 個小模組( S60 為 14 個模組),Model 3 長續(xù)航版的電池包則只有 4 個模組。更少的模組意味著更少的電池包內(nèi)部隔斷、電池組 BMS、線束和散熱管路接口。

敗筆還是杰出?激辯特斯拉MODEL 3的設(shè)計的圖3

綠色部分是 Model 3 上使用超高強度鋼材的部分,可以看到底部的電池包基本被超高強度鋼所包圍

前面提到,Model 3 的電池包安全問題交還給了車身,電池組的安裝位置基本覆蓋了乘員艙,因此原本在車身底部圍繞起來保護成員的高強度鋼結(jié)構(gòu)同時被用來保護電池,而電池包結(jié)構(gòu)組件只用于承載電池包自身重量。 Model S 電池包的保護殼就重達 125 公斤,Model 3 的電池包去掉了這部分重量中的大部分。

答案很簡單,Model 3通過極端的車身設(shè)計強化降低了電池包的強度設(shè)計需求,從而大幅度達到了減重目的。

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