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皇冠正网平台出租(www.hg108.vip):美国专业团队拆解特斯拉Model Y的4680电池包,秘密全部揭晓!

admin2022-08-307

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特斯拉的4680电池包有多难拆?拆解团队花了整整两周时间,才把电池包上的上盖卸下来。

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,却遭遇了始料未及的困难,工作进展极其缓慢。在上周,团队终于拆完了电池包,揭开了4680电池包的全部秘密。

据autorevolution网站报道,最新发现是,团队原本认为整个4680电池包都不包含紧固件,但最后他们仍然在4680电池包中发现了16个小小的螺纹紧固件。团队的领导者桑迪.门罗(Sandy Munro)表示,过多的紧固件容易出现装配错误,所以特斯拉消除了这个弱点是一件好事。

2020年9月,特斯拉推出了“划时代”的4680圆柱形电池。特斯拉表示,相较于传统2170圆柱形电池,4680电池的体积更大(直径46mm、高度80mm),并采用了无极耳(即全极耳)和干电池电极技术,使得能量将是前者的5倍,车辆续航里程将提高16%,功率提升6倍。

今年4月,装载4680电池包的第一批特斯拉Model Y交付。对于外界而言,4680电池包的结构仍然颇为神秘。

据介绍,桑迪.门罗是前福特汽车公司的工程师。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。目前,团队已经拆掉了奥迪、宝马、雪佛兰、捷豹、日产等车企的数百台车,特斯拉的Model S、Model 3、Model Y(2170电池版)也都没放过。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ModelY/3上的2170电池包对比,“简直不像是同一个公司生产出来的。”

在此次拆解工程中,首先,团队将4680电池包从Model Y车身上拆卸下来。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。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。

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,考虑到电池包的总能量大约是80kwh,重量和能量的比值令人惊喜。

这一步很容易,但随后团队就遇到了大麻烦。团队一名成员说,“拆电池就像在考古。”

他们花了整整两周时间,把4680电池包的盖子拆了下来。团队原本以为会直接看到一排排电芯,但他们却吃惊地发现,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,这种泡沫像“砖头一样坚硬”。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。

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据介绍,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;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。不过这些粉色胶水的黏性很高,所以拆解起来也相当费事,穆桑迪团队想到了用干冰来清除胶水。一周过后,桑迪和他的团队用干冰喷射器取出聚氨酯泡沫,第一次看到了里面的电芯排列结构。

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。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。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。注意这些焊点上的小铜片,据介绍,这是VSH(电压感应器线束)焊点,连接电芯和电池管理电路板,能够监测每个电芯的电压和温度。

接下来的一层就是电芯。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。根据此前特斯拉的介绍,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。”在散热上,4680电池包采用了蛇形的冷却板,冷却板在两排电芯的中间缝隙穿过,贴附着两侧电芯的柱面,冷却板里面有供冷却液流过的小管道,类似于Model S plaid、ModelModeY的冷却回路方案。但在4680电池包里,但根据电芯更大的尺寸和重量,冷却管路更厚了一些。每排电芯之间都有聚苯乙烯材料制成的分隔片,起到了很好的绝缘作用。

随后,又让团队成员十分意外的是,电芯底部也不是直接固定在底盘上,而是被嵌在一个个黑色的ABS塑料底座上。特斯拉还在电芯底部和蜂巢底座之间加了一层云母板,起绝缘作用。此外,团队成员还期待着电池包底部有更多的结构性连接,包括底部的水冷板,但事实上,底部只有排气管路。团队成员科里. 施托伊本(Cory Steuben)介绍,“如果发生了过充的问题,整个车身是向下排气的。”

在电池包的一侧,团队看到了四个BMS电池管理系统的电路板,被聚丙烯塑料件密封保护起来。而在之前的特斯拉ModelY/S 上,BMS都位于电池包的底部。整个电池包电气部分被橘黄色的塑料板顶住,通信线通过顶部管道连接到BMS。

拆完了整个4680电池包后,那么问题来了,这样的电池包能维修吗?在科里. 施托伊本看来,从灌胶的技术来看,特斯拉这种CTC电池包(Cell to Chassis,电池车身一体化技术)维修的可能性几乎为零。因为维修涉及到涂胶,重新灌胶,密封防水测试等复杂的工序,在成本上不划算。

而整个电池包的结构也对电池生产商的工艺稳定性、生产效率提出了严苛的要求。这或许从某种程度上解释了,为何4680电池在2020年9月发布后,一直未能大规模量产。据了解,目前4680电池包仅由特斯拉位于加州的加藤路工厂和得州的奥斯汀工厂小批量生产,韩国LG新能源、日本松下公司都表示量产要到明年。

最后一个问题——4680电池包能够回收吗?桑迪团队认为,尽管特斯拉似乎没有到4680电池包维修的可能性,但这不影响4680电池包的回收。

这个想法得到了埃隆·马斯克的证实。

“回收4680电池包没有问题,”马斯克在看了桑迪直播的视频后在推特上写道,“只要把任何电池组想象成超级高级矿石——从高级矿石开始总比从低级矿石开始要好!”

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。”

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