解读特斯拉即将发布的V4超充桩:与4680电芯兼容|朱校长专栏

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解读特斯拉即将发布的V4超充桩:与4680电芯兼容|朱校长专栏

2023-12-27 05:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

通过微博上郑小康与Troy Teslike(知名推特账号,专注追踪特斯拉交付等数据分析)的沟通,得到两个确定性的消息——

1)Model S Plaid+没有真正被砍掉,特斯拉一直在拿4680电芯做测试,续航没有变化,还是520英里。根据Troy的说法,Model S Plaid+ 和 Roadster 是同平台,下一代的S/X/R 同平台。

(Troy的说法是:Model S and X will switch to 4680 cells too but it's expected to happen around the same time when Tesla releases the Roadster because all 3 models will use the same platform.)

2)Giga Texas生产的Model Y 2.0 的4680电芯上面加了一层液冷板,底部散热在电芯径向散热的基础上再加一层轴向散热。效率很高,主要是为了兼容下一代的V4超充桩。

3)我们重点来讨论下这个4680的快充设计要求,然后把Troy Teslike的一些信息梳理下。

Part 1:4680电池与V4超充桩

这个数据,是Sawyer Merritt 在推特上爆料的「324 kW for V3 only (not V2). Then V4 will come soon after」。如下图所示,特斯拉Model 3充电电压为400伏,最大功率为250千瓦。目前升级后18650模组的Model S Plaid和Model X Plaid的设计充电功率已经又了进行了提升,这里最主要的升级是在之前的700A峰值电流基础上进一步提升,目标是在V4超充的时候达到900A。其中还有一个重要特点是拓宽SOC的范围——预估300kW的功率可以持续到40%甚至是50%的区间,这就极大的拓宽了之前250kW仅10%-30% SOC的充电功率平台区间。

图1 特斯拉V4超充的目标

之前在《特斯拉电池策略》文章中提到,特斯拉目前是不同化学体系、不同电芯形状和不同冷却形态都有,短期内的最高目标是往400V+和900A+来做360kW的高功率充电。

表1 目前特斯拉的电池规划

Part 2:4680的其他规划

1)4680的电池容量

根据Troy的小道消息,如果按照4680的封装设计,2022年开始的Model Y的电池系统容量为——

·2022年第一代电池每节98瓦时

·2023年第二代电池每节108 瓦时

·2024年第三代电池每节118 瓦时

根据之前的数据来看,这应该是1/5C的整体容量。据我得到的消息,1C的话,电池包为90kWh,快充功率为350kW,使用了950个电芯(有几个假电芯起到支撑作用),系统整包的能量密度略大于210Wh/kg,电池Pack的高度进一步缩减到110mm。

表2 Troy的预测

当然特斯拉最初的计划是在德州工厂生产的Model Y(4680&90kWh)中使用比加州工厂版本(2170&81kWh)更大的电池组,但由于4680电池的产量增长缓慢,新计划是最初使用更少的 4680电池放入电池包,然后让德州工厂的4680电池包和2170电池包具有相同的能量,等到4680的产量爬坡以后再进行升级。

2)铸件的速度和柏林工厂的产能

特斯拉的铸件工厂航拍视频

从之前的视频来看,目前加州工厂生产一个铸件的时间大约为147秒,设备的有效工作时间以75%来预估,如果用这个计算方法,每天特斯拉工厂共计生产:(24*60*60/147)*0.75=441件,按照每年50个工作周来看,则441*7*50=154350件,使用8台机器,即1,234,800个铸件和617,400台/年 Model Y。官方的说法是50万台,因此目前来看这个铸件生产不会是瓶颈。Fremont工厂的Giga Press(巨型铸造机)还有爬坡空间,设备配置有6台,那么估算铸件产能为46万台车。而随着后续电池壳体的铸造需求,特斯拉在Giga Press不断飞奔,确实走到了不断加速的状态。

(注意:以后压铸要三块,前后车身+下壳体)

图2 前车身也加入了铸造的队伍(2021年5月)

如果按照这个速度来看,下托盘的加工就按照60-120秒来算,这和我们当前的制造工艺差距很大。

图3 特斯拉的电池下托盘结构相对简单一些(2022年2月)

小结:

我觉得从结构来看,很多的设计都是和工艺有关的。现在很难把特斯拉的创新单纯归类,整体的发展方向应该是围绕制造更高效、更低成本的方向在走的。

图|网络及相关截图

作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。

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