特斯拉Model S Plaid 電池系統(tǒng)解析

我想寫一下有關(guān)Model S Plaid的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)探討一下特斯拉的設(shè)計(jì)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(duì)比借鑒了其他方面的內(nèi)容。

在拆解中，目前觀察得到Model S Plaid的電池設(shè)計(jì)包括：

• 導(dǎo)入了在Model 3中的PCS（Charger+DCDC）設(shè)計(jì)，11kW是標(biāo)準(zhǔn)的車載充電系統(tǒng)；電池系統(tǒng)頭尾設(shè)計(jì)了兩個(gè)維修窗口，分別針對(duì)PCS和兩組接觸器（主正、主負(fù)和雙胞胎的快充接觸器）；為PyroFuse單獨(dú)設(shè)計(jì)了維修窗口——實(shí)踐證明把PyroFuse作為單獨(dú)一道防線，得把這個(gè)部件作為易損件，需要作單獨(dú)維修的處理；導(dǎo)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(zhǎng)度，目標(biāo)是將來面向大電流的350kW充電。

從整體的設(shè)計(jì)理念來看，我們可以看到特斯拉在設(shè)計(jì)理念上幾個(gè)特別有意思的地方：

• 每個(gè)平臺(tái)都在迭代，存在一些共性的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行類似模塊化的移植；雖然Model S和Model 3是不同平臺(tái)，但是在驗(yàn)證確認(rèn)后的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，是很快同步部署上不同平臺(tái)，而且部署得非常之快；單個(gè)平臺(tái)的迭代和更新，是朝著不斷降本和優(yōu)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(tǒng)的迭代

下面這個(gè)是一個(gè)雙電機(jī)版本，實(shí)際上Model S plaid 還有一種前1后2的驅(qū)動(dòng)配置。

圖2 Model S Plaid的高壓系統(tǒng)概覽

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

（1）Service Panel 1這部分在座椅下方和電池關(guān)聯(lián)的部分，如下圖所示。

圖3 Model S Plaid電池系統(tǒng)的Service Panel 1

這個(gè)Panel下面，最主要的部件是四個(gè)接觸器，包括快充的雙胞胎接觸器、主正和主負(fù)接觸器。

圖4 Model S Plaid電池維修窗口1

為了盡可能降低大電流的發(fā)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(jiǎn)化的設(shè)計(jì)，如下圖所示。

備注：根據(jù)我的連接，這個(gè)持續(xù)電流設(shè)計(jì)目標(biāo)是往900A來做的

圖5 快充接觸器的母排設(shè)計(jì)

（2）Service Panel 2這里最有趣的設(shè)計(jì)，就是特斯拉為PyroFuse單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)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(yīng)該是目前特斯拉維修方法里面的最大更新，讓反應(yīng)敏捷的Pyro Fuse最快斷開來保護(hù)整個(gè)電池和電氣系統(tǒng)，壞了經(jīng)過診斷以后來更換熔絲。

圖6 Pyro Fuse的設(shè)計(jì)和維修窗口2

（3）Service Panel 3在這個(gè)維修窗口里面，主要分兩層，底層是小熔絲、BMS，上層是PCS。這個(gè)設(shè)計(jì)邏輯和Model 3和Model Y正好相反，當(dāng)時(shí)是PCS在下，BMS和熔絲在上，我估計(jì)是由于實(shí)際維修頻率PCS比較高。

圖7 Model S Plaid電池維修窗口3

Model S的電池管理系統(tǒng)和整體復(fù)用了Model 3和Y的設(shè)計(jì)，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(jī)供電即可，所以整體的維修頻率大大降低。

圖8 Model S Plaid的電池管理系統(tǒng)

而整體的高壓輸出，Model S Plaid采取包內(nèi)走線的方式，如下圖所示：

1. 快充連接器，是把電池包頂上去，然后在車廂內(nèi)采取線纜插接的方式，地板上有個(gè)孔；后驅(qū)驅(qū)動(dòng)逆變器連接器：在電池后方的底部，如下圖所示；前驅(qū)驅(qū)動(dòng)逆變器連接器：在凸包的前方和電壓縮機(jī)的連接器在一起；

特斯拉最終選擇在包內(nèi)走高壓母排的方式，從總體的設(shè)計(jì)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(qū)逆變器和后驅(qū)逆變器大概只有0.3米左右，加起來只有1米，整個(gè)高壓線纜的工作已經(jīng)結(jié)束了，全部被內(nèi)部的高壓銅排設(shè)計(jì)所取代。過小電流的，就是前方到壓縮機(jī)這邊，大概也只有0.6米左右

圖9 電池系統(tǒng)連接器

小結(jié)：

先寫到這里，想起前段時(shí)間有一位行業(yè)分析師問我高壓線纜的供應(yīng)鏈情況，這部分市場(chǎng)的想象空間很小，整車就這么一點(diǎn)。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(jià)值的。