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特斯拉车主坐在电池上开车?美国团队拆解4680电池包

2022-08-29 15:04:13 综合报道 阅读:
4680在奥斯汀工厂生产的少量Model Y跨界车中首次亮相,能量密度方面,特斯拉4680电池是现有2170电池的五倍。根据海外车主实测,4680电池组只需52分钟就能充入97%,而且剩余电量显示为零之后依然能行驶近5公里。为了研究特斯拉4680电池的独特先进之处,从7月初开始,美国的专业拆卸公司门罗公司(Munro & Associates)的团队开始拆卸特斯拉Model Y上装载的4680电池包。

电池技术作为智能电车的核心技术之一,一直都是各车企的必争之地,但目前为止,特斯拉依然处于领先地位。早在 2020 年,特斯拉号称新的"4680" 能使整车续航提升 16%,且密度更高,仅需 950 个电芯,能量密度达到约 330Wh/kg,将改变智能电车行业的标准。Pbkednc

4680在奥斯汀工厂生产的少量Model Y跨界车中首次亮相,能量密度方面,特斯拉4680电池是现有2170电池的五倍。根据海外车主实测,4680电池组只需52分钟就能充入97%,而且剩余电量显示为零之后依然能行驶近5公里。Pbkednc

为了研究特斯拉4680电池的独特先进之处,从7月初开始,美国的专业拆卸公司门罗公司(Munro & Associates)的团队开始拆卸特斯拉Model Y上装载的4680电池包。Pbkednc

对比2170电池包,4680电池包的结构前所未见

据报道,拆解团队花了整整两周时间,才把电池包上的上盖卸下来,揭开了4680电池包的全部秘密。Pbkednc

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据悉,桑迪·门罗是前福特汽车公司的工程师,早在2018年,他和同事就自费购买拆解了两辆特斯拉Model 3,还就Model 3的车身设计问题给马斯克提了不少建议。Pbkednc

而当拆完整个4680电池包后,桑迪·门罗宣称,4680电池包的结构前所未见,跟特斯拉之前的装载Model Y/3上的2170电池包对比,“简直不像是同一个公司生产出来的。”Pbkednc

他们发现,电池组和座椅集成度非常高,车主几乎是坐在电池上开车,座椅和中央扶手等部件直接安装在电池底盘的上盖,座椅与电池包中间仅间隔几根横梁。Pbkednc

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电池包通过38个固定螺栓与车身连接,拆掉这些固定螺栓,断开线束就能把电池包以及前排主副驾座椅、中央扶手箱等部分通过升降机完整地从车身脱离开来。Pbkednc

而整个4680版Model Y电池包+前排座椅总成+后部PSC高低压控制模块,一共仅重1198磅(约543kg),去除掉座椅的特斯拉Model Y 4680电池包的总重不到500kg。Pbkednc

电池包拆下来后,电芯的拆解他们遇到了大麻烦,他们发现电池电芯和其他关键零部件都被一种粉红色的泡沫吞没了,这些粉红色的泡沫实际是聚氨酯胶水。团队发现,4680电池包整体采用了灌胶的方式,对电芯和零部件进行固定。这种粉红色胶水用量很大,不仅灌满了表面,而且将电芯的内部空间完全填满。Pbkednc

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据悉,胶水主要起两个作用,一是受力与保护,灌胶将所有的电芯及零部件融为一个整体,共同受力,并且胶水有弹性,可以吸收能量,进而保护电芯;Pbkednc

二是固定电芯,由于4680电芯是圆柱形,电芯之间本身就有很多缝隙,电池包又省去了传统模组,电芯之间的缝隙更多,灌胶可以将这些缝隙填满,防止电芯的位置发生松动。Pbkednc

拆解团队用干冰来清除胶水,清除完后,看到电池包最上部是一层柔性尼龙材料的盖板,呈蜂窝状结构,上面集成了电压采样和温度传感器的线束。Pbkednc

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下面一层,是把电芯连接成串并联的集流器。电芯和集流器之间,不同于之前2170电池包中所采用的铝丝bonding焊接,4680电池选择了激光焊接,消除了通常导线连接造成集流器可能失效的问题。Pbkednc

9个电芯并联为一组,每组电芯的正极全部连起来,然后汇总到下一组电芯的负极。4680电池由于无极耳(全极耳)的设计,只有极柱是一个正极,极柱以下的表面壳体都是负极,因此,集流器被设计成了树杈形状。Pbkednc

整个4680结构电池包总共包括828颗电芯,被三块隔板分为四个区域,隔板材料为酚醛树脂或是高密度聚乙烯。Pbkednc

而此前特斯拉的介绍,4680电池包完全取消了传统模组,但实际看来,特斯拉只是取消了传统的物理隔板。这样的设计也完全出乎桑迪的预料,他认为,“这样设计的好处是能够减少热失控的几率。”Pbkednc

电池包的维修性几乎为零,但可回收

对于电池包的维修性,主导此次试验的前福特汽车公司的工程师桑迪 · 门罗认为,4680 电池确实拥有前所未见的电池设计,但一经损坏,维修的价格将会非常高。事实上,4680 电池在设计上采用了 CTC 电池结构,这种将电芯直接成组在电池包上的技术,本身修复难度偏高,再加上特斯拉为了增加受力和保护电池使用了大量的聚氨酯胶水,修复过程工序也会随之增加,维修成本可能会比直接换一块新电池要更高一些。Pbkednc

不过,在智能电车的维修上,不少车主早就表示过费用过高无法接受。Pbkednc

早前,有车主驾驶一辆价值34万的极星2发生车祸导致电池组受损,维修时被报54万天价换电价格的新闻冲上热搜,尽管官方表示该维修价格不实,但未提供真实的维修报价。Pbkednc

无独有偶,特斯拉也曾因置换电池的价格达近新车价格的一半而被一名博主抵制,甚至直播烧毁了这辆 " 无电可换 " 的 Model S。特斯拉为简化生产流程,实现生产效率和成本的双赢,在“造车”过程中都采用一体化压铸技术,这种技术将好几十个零部件冲压、焊接成型,个中零件一旦损坏只能整体更换,维修成本自然水涨船高。Pbkednc

此外,有些车企甚至将电池和底盘进行一体化制造,更让电池或者底盘都无法单独更换,一旦维修电池就需要动底盘,同时底盘的磕碰也更容易造成电池的损伤,维修的复杂程度和费用都会明显上涨。此外,为实现新能源汽车的智能化,采用了大量高精尖配置,这种配置本身价格就非常贵,一旦坏了大多以更换为主,费用肯定不便宜。加之精密部件本就复杂,即使“只修不换”,费用也不会低。Pbkednc

不得不说,4680 电池和 CTC 电池结构是目前技术发展下最佳解决方案之一,但同时也因高度密集与一体化,增加了维修成本,这几乎无法平衡。Pbkednc

但值得一提的是,马斯克表示4680电池包的回收没有问题。Pbkednc

具体怎么操作呢?桑迪提出的设想是,直接把整个电池包扔进接近绝对零度的液氮中,“电池包会冻住,接着通过研磨机将它碾成非常细小的碎屑,不同密度的物质会在液氮中漂浮起来,这样就能把电池包里所有的物质回收,”桑迪说,“跟挖矿一样,只要选对了机器设备。”Pbkednc

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