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特斯拉4680电池遭拆解,维修可能性为零,和比亚迪刀片电池差别大

时间:2022-11-03 18:10:29 | 浏览:1004

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)近日,美国专业拆解团队门罗公司对一辆搭载4680电池的特斯拉Model Y进行了电池包拆解试验,揭开了4680电池包的全部秘密。关于特斯拉与4680电池一直以来,特斯拉4680电池备受关注,这种电池以尺寸命名,

电子发烧友网报道(文/吴子鹏)近日,美国专业拆解团队门罗公司对一辆搭载4680电池的特斯拉Model Y进行了电池包拆解试验,揭开了4680电池包的全部秘密。


关于特斯拉与4680电池


一直以来,特斯拉4680电池备受关注,这种电池以尺寸命名,为直径46mm、高度80mm的圆柱体。在能量密度和整车续航方面,4680电池带来了积极的改变。根据特斯拉官方透露的数据,4680电池的能量密度是特斯拉现有2170电池的五倍,能够在整车续航方面带来16%的提升。


能够完成这样的性能提升,除了电池体型的改变,4680电池还有很多技术和材料上的创新。比如第一次采用干电极技术,增加了正极材料厚度,以提升能量密度;采用硅碳负极技术取代现有的石墨,并添加了PVDF涂层,使得导电更加灵敏,也能够相应地提升能量密度;通过无极耳设计,将原来电池正极负极连接处的胶去除,达到降本增效的目的。


特斯拉4680电池虽然优势不少,但是产能一直以来都饱受质疑。尤其是在2022年特斯拉Q2财报会议中,特斯拉首席执行官马斯克就多次强调,2022年特斯拉150万整车生产目标是和4680电池进度是解耦的。北美的行业分析师也曾预计,在2023年5月以前,特斯拉4680电池的产能很难达到预期。并且,也有业者质疑特斯拉的4680电池,认为这种电池包真正上车后的优势并不明显。


诸多的质疑随着门罗公司的拆解,揭晓了一部分答案。


4680电池包维修可能性为零


此前,门罗公司就曾在国外的视频平台上分享过一些拆解这辆特斯拉Model Y的花絮视频,其中一个点引起了国内外网友的广泛讨论,那就是特斯拉Model Y的底盘设计使得电池包后续维修的可能性基本为零,只能整体更换,且更换起来也并不容易。


根据该团队此前的花絮视频,特斯拉Model Y将座椅、中控台、地毯/饰板与4680电池包集成在了一起,这增加了整车的集成度,但缺点就是要想拆上面什么东西,需要整体把这些单元全部都拆卸下来。


图源:门罗公司团队


再看电池包,根据门罗公司透露,拆解团队用了整整两周的时间才把电池包的上盖卸下来,因此虽然他们自7月初就开始了这辆车的拆解,但是进展并不如预想中的顺利,最终到了近日才能够将4680电池包的情况对外发布。


图源:门罗公司团队


这也就意味着,搭载4680电池包的特斯拉Model Y,想要搞个装潢并不容易,得有专业的团队拆卸相关的部件,而如果电池包发生损坏,基本没有维修的可能。


此前,有分析人士专门推算过特斯拉的电池成本问题。根据特斯拉负责投资者关系的副总裁Jeff Evanson和特斯拉官方公开透露的消息,Jeff Evanson曾表示特斯拉电池组的成本已经在190美元/kWh 以下,而后特斯拉在官方视频中进一步提到成本下降了35%,推算之后的结果为125 美元/kWh。这个成本能够从通用汽车公开的成本得出,在正确的范围区间,通用曾和LG化学一起宣称将电池成本降低到了145美元/kWh,但通用一直都在说,特斯拉的电池更具成本优势。


如果以125 美元/kWh的单价来计算的话,特斯拉Model Y搭载的77kWh电池包价格将达到9625美元。特斯拉Model Y的电池组质保为8年或19.2万公里,以先到为准,如果按照当下的价格,未来真的坏了,车主要“肉疼”了。


4680电池包的真实结构


说完了被人吐槽的点,接下来看一下在门罗公司团队的专业拆解下,特斯拉4680电池组的结构是怎样的。


在外部保护上,特斯拉4680电池包采用了聚氨酯胶水进行灌胶,以固定电池和零部件,对系统进行保护。通过整体灌封的方式,这些胶水能够在应力情况下,进行卸力缓冲,并让一部分电池共同受力,降低了撞击导致电池损坏的风险。


图源:门罗公司团队


在表面灌胶的下方是一层柔性尼龙材料的盖板和集成了电压采样和温度传感器的线束,用来进行BMS系统管理的信息采集。


将这些表面材料都去除之后就可以看到,特斯拉4680电池包确实是采用CTC结构,将电芯直接成组在电池包上。


图源:门罗公司团队


当然,整个电池包并非就是一个完整的结构,而是由四个分开来的模组构成,每个模组之间被隔板隔开,此前有传闻称,这种隔板的材料类似是一种玻璃纤维,门罗公司团队也没有给出具体的答案,推测是酚醛树脂或是高密度聚乙烯中的一种。


图源:门罗公司团队


在每个模组内,4680电池采用激光焊接将电芯和集流器连接在一起,具体的连接方式为9个电芯连接一个集流器。上述内容已经提到,4680电池采用无极耳设计,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。根据门罗公司团队的统计,特斯拉4680电池包中一共828颗电芯。


在冷却板的选择方面,门罗公司团队发现,特斯拉4680电池包采用的是蛇形的冷却板,里面有供冷却液流过的小管道。


特斯拉4680电池包的底部还有一层ABS塑料底座,再经过一层云母板才是底盘,这样做起到了很好的绝缘作用。在底盘上,特斯拉4680电池包并没有再加水冷板,而只是采用了排气管路。


和之前的特斯拉Model Y/S 有所不同,搭载4680电池包的特斯拉Model Y,BMS系统在侧面,而不是在底部。


和比亚迪刀片电池差别巨大


对于国内的从业者而言,大家肯定都想知道特斯拉目前的4680电池包和比亚迪的刀片电池有何不同。


比亚迪刀片电池目前已经经过了多轮拆解,整个电池模块可以分为母排、刀片电池模组、配电盒和采样单元四部分。从外部看起来,比亚迪刀片电池要比特斯拉的4680电池包简单很多。当然,比亚迪刀片电池组采用了水冷板,水冷板和电池包通过四个固定点进行固定,中间还有一层绝缘垫,而水冷口是在配电盒上。


对于刀片电池模组的内部结构,通过B站UP主“涛哥爱拆机”的视频能够看到。比亚迪刀片电池组通过长方体铝壳作为外包装,铝壳的厚度较厚,UP主是以切割机进行的破拆。在铝板内是塑料护板,然后便是电池包。


UP主“涛哥爱拆机”认为,刀片电池中就是一个叠片电池,从视频能够看出,这个电池片非常的柔软。


电池片内部的黑色是磷酸铁锂浆料,涂在铝和铜构成的多层叠片上,其中铝为正极,铜片为负极,每个电池片内部有26组叠片。为了防止切边毛刺,比亚迪在电池片的叠片的边缘做了海绵状保护结构。


从车子的电池包拆解来看,特斯拉4680电池组进行了非常多的改进,比如使用了更少的紧固件,集流器变成了树杈形状等等,和比亚迪的刀片电池相比,4680电池包的系统结构更为复杂,当然也少了水冷系统。比亚迪刀片电池更精彩的部分在于电池包本身,这种体积较大的叠片方式,既考验制造工艺,对电池保护也提出了更大挑战。

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