最近收到分享的照片內容簡單的來探討一下這個兼容性改造,其實和之前的想法是完全一致的。我覺得 Battery Day Elon Musk 沒說的 2.5 萬美金的車靠什么,大概率就是靠這個 LFP 電池,從低成本的路徑來看,一方面是基于長壽命的 LFP,一方面基于重量敏感的電池設計,這兩條路是并行存在的。
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圖 1 基于 LFP 設計的兩臺車
LFP 設計的概覽
1)模組的尺寸?
由于特斯拉的整包設計,設計高度只有 120mm 左右,所以對應模組的高度只有 81mm。所以在 LFP 的設計中,也是采用兼容的設計。
圖 1 LFP 模組兼容設計的尺寸
在這里采用了兩種不同的配置,25 個電芯和 28 個電芯,合計 106 個電芯,做成兩個模組規(guī)格去兼容原有三元模組的設計。?
圖 2 長短兩種不同的模組?
上圖其實有幾個特征,水冷板的連接出口有挺長一段距離,整體的尺寸兼容中,這里在尺寸上有所保留的(實際還能裝不止 4 個電芯)。在這里電芯之間保留了一定的間隔,而且端板為了讓這么多電芯能夠維持一定的力,選擇了很結實的設計。備注:我的理解,這個設計如果把 LFP 替換成三元 NCM811,然后加入隔熱材料,是有足夠的尺寸,后面除了 LFP 版本,長距離的版本方殼電芯其實也能這么來設計,這個估計是 2021 年的事情了
圖 3 LFP 電芯的尺寸和模組尺寸的匹配
在這個端板側面圖里面,我們能看到完整的標準設計,水冷板內置集成在模組的底面,外部有完整的結構和這個水冷板配合,一方面讓這個模組有足夠的機械強度,一方面也有足夠的隔熱距離。水冷板在 LFP 上面最主要是低溫加熱,在后續(xù)的 NCM 版本上面就是散熱問題要解決,設計 82mm 厚度的電芯,比較大的挑戰(zhàn)是如何 250kW 的超級快充。在這個設計里面,由于方殼電芯高度加上模組相應的采樣和絕緣板,特斯拉把 CMU 的采樣板的布置做了調整,不在原來的模組躺的部分,采用柔性線路板延伸的模式來做的,這里只有剪斷的這部分。?
圖 4 LFP 模組的端板
Y 方向尺寸上也留了足夠的距離,如下圖所示用一個完整的固定結構把模組的安裝點和之前三元圓柱模組的固定點一一覆蓋。?
圖 5 LFP 模組的安裝結構?
下面這個圖看的更清晰一些,方殼的設計中減少了很多導熱填充膠水的使用,側板黑色部分和水冷板通過結構來固定在一起。
圖 6 模組和水冷板的底面結構
嚴格來說,這是 2020 年量產(chǎn)的車型里面開始增多的在軟包和方殼模組里面內嵌水冷板,最大的好處還是可以降低尺寸公差鏈的要求,在電芯到水冷板這個環(huán)節(jié)減少導熱膠的使用,同時也是應對下一代逐步提高的快充的設計要求。?
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小結:我覺得這個設計還是挺值得參考的,在下一代打破模組設計的 CTC 來之前,這種設計的思路還是能很好的平衡成本、維修性和能量密度的要求