特斯拉Cybertruck三電系統(tǒng)解析
Munro Live首次拆開了CyberBeast的drive unit，三個800V電機(jī)一共845hp。從之前的400V平臺到如今的800V平臺，通過此文章，可以達(dá)到看到特斯拉三電系統(tǒng)設(shè)計迭代的變化。
1.800V電驅(qū)系統(tǒng)
相比 Model S Plaid 的三臺電機(jī)都是永磁電機(jī)而言，Cybertruck 電驅(qū)的布局是前一個永磁同步電機(jī)系統(tǒng)，后兩個異步電機(jī)系統(tǒng)，兩個后電驅(qū)系統(tǒng)是mirror對稱的。
特斯拉最早用的是異步電機(jī)，后來轉(zhuǎn)為永磁同步電機(jī)，然后在Model Y上用上了永磁同步+異步電機(jī)，這個搭配在蔚來的車上也很常見。這樣的配置是為了高速行駛時的保持高效率。因為異步電機(jī)可以不考慮反電勢隨時停止工作，讓前面的永磁同步電機(jī)單獨出力，保持在它的高效區(qū)。另外后驅(qū)出故障時，整車也能盡量保持正常行駛，提高了安全性。而在Rivian R1上是通過在電驅(qū)系統(tǒng)里費錢費力地裝上脫開裝置來達(dá)到同樣的目的。
和ModelY的異步電機(jī)相比，在轉(zhuǎn)子上加入了凹槽，這個對于噪音優(yōu)化應(yīng)該有幫助。
在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子上繼續(xù)采用了斜槽設(shè)計，但是磁鋼并沒有像之前采用分段的。這應(yīng)該還是為了降本考慮。
兩種電機(jī)繞組都繼續(xù)用了hairpin的形式。
Inverter是繼續(xù)沿用了Gen4的設(shè)計，但是從400V到800V肯定有一些變化。細(xì)節(jié)要待進(jìn)一步拆解。但是有一個疑問，后驅(qū)既然采用了異步電機(jī)，那inverter的三相熔斷設(shè)計是不是可以在后驅(qū)的inverter上取消？這應(yīng)該可以省成本。但是從拆解的視頻來看，這個并沒有取消。
前驅(qū)配置了電磁差速鎖，這個有助于越野功能。
特斯拉的800V電驅(qū)在總體上還是沿用了很多400V的設(shè)計，提高了復(fù)用率，利于降本。更多的細(xì)節(jié)需要等待更進(jìn)一步的拆解信息。
2.Cybertruck電池
首先說明一下這次電池包是先拆掉了底板，所以我們?nèi)炭吹降氖请姵氐牡酌娑皇钦妗？梢郧宄目吹教厮估@次使用的是綠色的發(fā)泡膠，與Model Y的紅色泡沫不同，相似的是整個電池包都均分成了4個區(qū)域。
泡沫下面是橙色的電源保護(hù)蓋，這樣的包裹結(jié)構(gòu)可以降低操作人員的觸電風(fēng)險。
首先我們注意到這塊電池與Model Y 4680版的設(shè)計區(qū)別在于，在4個區(qū)域之間添加了更大尺寸的冷卻板（紅色箭頭所示），為了防止緊挨大塊冷卻板左右的電芯溫度變化而導(dǎo)致電池整體溫差上升，大塊冷卻板中可能安裝了限流器來平衡冷卻液的流量，從而達(dá)到溫度均衡的目的。這種情況在電池包熱管理設(shè)計中比較常見，當(dāng)有多條冷卻路徑時，為了平衡這些管路中的流量，通常需要使用限流器和流量監(jiān)控器，保證所有管路流量平均。
電池包的電芯總數(shù)目前還不好確定，因為有些被泡沫覆蓋著，大體上每個區(qū)域有48*7=336顆電芯，整個電池包有大約336*4=1344顆4680電芯，多于4680版Model Y的828顆，因為Cybertrcuk需要123kWh的能量，比Model Y的66kWh高出86%，單體電芯也從79Wh提升至91Wh，猜測是采用了更高鎳含量的正極和摻硅負(fù)極，這應(yīng)該是特斯拉第二代量產(chǎn)的4680電池。
每個冷卻板都包含冷卻管入口和出口，與Model Y設(shè)計一致，但目前這些管路的具體排布尚不明確，需在后續(xù)拆解過程中探究，下面的第二張圖展示了整個電池包的總冷卻出入口。
Cybertruck的電池是cell to body結(jié)構(gòu)，由于所有電芯被泡沫緊緊粘在一起，維修和替換單個區(qū)域的可能性為零。但其實在電氣管理層面，還是分模塊的，電池管理系統(tǒng)會收集4個模塊的數(shù)據(jù)然后作出判斷，從而平衡各模塊的電壓，保證電池包的電熱安全。
這種通過取消物理模組而直接將電芯粘成一個整體的做法，可以加強(qiáng)電池包的整體機(jī)械強(qiáng)度。為了在發(fā)生熱失控時保護(hù)乘客艙，特斯拉將電芯倒置（與小米SU7的麒麟電池類似），這樣熱失控的電芯可以向下排出高溫氣體及化學(xué)物質(zhì)，同時下圖標(biāo)識出了云母板，也在一定程度給予隔熱保護(hù)。
那么電芯的高溫氣體會排到哪里呢？答案就在下圖的電池包下殼體的排氣閥。
有趣的是，排氣閥的外側(cè)有一個Goretex風(fēng)格的排氣口，是一種防潮膜，保證電池在不同海拔使用時內(nèi)部的壓力平衡，并將電池包內(nèi)的濕度控制在合理范圍內(nèi)。
在發(fā)生熱失控時，黑色的“火花抑制器”會捕獲電芯噴出的高能顆粒，并在高壓下被彈開，實現(xiàn)大量排氣的功能。而且這是一個不可重復(fù)使用的單次閥。
除了電池倒置、云母板和排氣閥，下圖的電池外殼體和電池主體邊粱之間縱向的空間也為排氣制造了便利通道，它的另一個功能是作為側(cè)面碰撞的緩沖區(qū)。而且在第二張圖中還發(fā)現(xiàn)了電池主體邊粱的內(nèi)側(cè)設(shè)計了一些矩形排氣口。
下面我們來看下電池底部獨特的空間設(shè)計。下圖左側(cè)時電池底板，汽車行駛過程中面對著路面，而在底板的上方，4個區(qū)域之間的縱梁做了加高處理，為電池本體和底板提供了25mm左右的緩沖區(qū)，這樣做是為了降低越野過程中樹干和石頭對電池的撞擊損傷。
最后一項是對電池底部排水閥的設(shè)計。紅色箭頭標(biāo)識了電池底板排水口的位置，當(dāng)水位高于這個口時，第二張圖中排水閥內(nèi)部的圓片會吸水膨脹，將頂部頂開，從而將水排出。這樣的設(shè)計也為越野工況提供了便利，駕駛者不必?fù)?dān)心電池泡水的安全問題。
3.800V高壓連接、無線充電
作為一款“火星車”，Cybertruck采用了800V電池平臺，電芯為4680大圓柱電池，電池設(shè)計方案是 4 x 200V 串聯(lián)單元,內(nèi)部的開關(guān)允許在并聯(lián)和串聯(lián)之間切換，這樣可以使在 400V 和 800V 下進(jìn)行最佳充電，也可以應(yīng)對當(dāng)下充電樁電壓問題，畢竟不是所有的樁都可以800V充電的。
目前看采用“雙400”的車企是目前的一種流行方案，Cybertruck相比其他車企，采用了一個集成的雙向開關(guān)來控制400/800V，減少了很多接觸器的應(yīng)用，但是profuse 保護(hù)依然還是有的。
Cybertruck電池包是將電池上蓋和車身底盤共用一個蓋板，采用沖壓成型替代傳統(tǒng)的壓鑄方式，效率更高，成本更低。
而且其全車很多鈑金均采用了特斯拉的無涂層技術(shù)，這個可以一方面可以在滿足防腐蝕的前提下，還能降低制造工時，降低成本。
在電池的前側(cè)FDU位置 有非常多的橙色高壓連接器，這些高壓線束包括到壓縮機(jī)、前后驅(qū)供電等，這個地方在右側(cè)有2個小的連接器，按照特斯拉的描述這是2個無線充電感應(yīng)連接器，這就意味著Cybertruck是可以實現(xiàn)延展無線充電功能的，之前特拉斯內(nèi)部有一項“Garfield is Tesla’s ”加菲貓計劃，計劃收購一家小型無線充電公司，以實未來車輛的無線充電功能，目前看在Cybertruck可以先睹為快了。
在FDU電池端這一側(cè)有一些長方形中間有圓孔的橙色塑料結(jié)構(gòu)，這是特斯拉設(shè)計的透氣閥。
沿著電池包過來，在RDU這一側(cè)，可以看見左側(cè)的“鋁管”充電連接器，該連接器目前基本上是特拉的充電電池包端的固定搭配的連接器了，這種方案隨著這幾年特斯拉成熟穩(wěn)定的應(yīng)用，國內(nèi)一些OEM也在使用了，之前也寫過很多這個連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，右側(cè)有一個藍(lán)色的48V的低壓通訊插件。
在電池包的側(cè)面，有一組橙色的高壓線束，該線束到前驅(qū)動的線束（Cybertruck是雙電機(jī)）之前看保時捷的設(shè)計也是把驅(qū)動動力線放在PACK側(cè)面，印象中 至少有3-4家都是這種走線方式，相對來說，也只能把線束走的側(cè)面，雖然側(cè)面在發(fā)生碰撞的時候可能會損害該線束。
打開后蓋，可以看見其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，電池的高壓控制單元都在這邊，左側(cè)為充電輸入控制，上半部分是電池高壓保護(hù)及配電單元，下側(cè)黑色的控制盒為電池系統(tǒng)管理單元,右下角區(qū)域為懸浮閥。
在電池包上部還有一個特斯拉專利的“扁線”的連接線束，從48V控制器 沿著車身底盤一路到PACK，這也是特拉斯之前的專利連接技術(shù)。
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