Ingineerix大神繼續(xù)在對(duì)這款電池和配電盒進(jìn)行拆解,這里不僅是12V鋰電的板子(這個(gè)設(shè)計(jì)其實(shí)很早期就有了),配合新設(shè)計(jì)的配電盒挺有意思的。
我覺(jué)得需要從整個(gè)源頭的設(shè)計(jì)開(kāi)始探討,再把12V鋰電池和12V配電盒拆解,分別做一下解析,這是一個(gè)很有意思的事情。
▲圖1.特斯拉Model S Plaid的12V系統(tǒng)配置
Part 1 12V鋰電的設(shè)計(jì)
特斯拉在上一代Model S/Model X 中使用的是 12 V&33 Ah(能量位0.4kWh)鉛酸AGM電池,重量是12公斤,使用周期約為 2-4 年。
新的12V鋰離子電池從總體來(lái)看更小、更輕(僅1.8公斤),能量只有99 Wh,電壓位14.8V容量為6.9 Ah的容量。這顆新的12V電池,使用小型三元鋰電池組,支持寬溫度范圍和長(zhǎng)壽命而設(shè)計(jì),由寧德時(shí)代提供(包括 4個(gè)方殼NMC 3.7V 電芯),在電池的課題里面包含了BMS和對(duì)外的LIN總線連接。
▲圖2.特斯拉的前后兩個(gè)版本的12V電池
我本人看得到這個(gè)設(shè)計(jì)的第一反應(yīng)是,虧電怎么辦?這在所有的電動(dòng)汽車里面,都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
在特斯拉的應(yīng)急手冊(cè)里面,有一個(gè)使用外部電源的方法,設(shè)計(jì)有點(diǎn)奇怪——在前臉開(kāi)了一個(gè)洞,把蓋子拉開(kāi)以后,就能把12V電源正和12V電源負(fù)拉出來(lái),然后外接12V的電池就可以把外部電源注入;但是比較有意思,請(qǐng)大家注意看一下。
▲圖3.特斯拉處理Model S Plaid低電量的狀態(tài)
▲圖4.寧德時(shí)代給特斯拉Model S Plaid的電池設(shè)計(jì)
Part 2 具體的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面
這款控制板的設(shè)計(jì),主要是基于NXP的MM9Z1 638來(lái)做的,MM9Z1 638是一個(gè)全面集成的電池監(jiān)控器件,可通過(guò)一個(gè)外部分流電阻進(jìn)行精確電流測(cè)量,使用內(nèi)部校準(zhǔn)電阻分頻器或外部分頻器提供4路電壓測(cè)量,其包括一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器,可貼緊電池并測(cè)量電池溫度,外加4個(gè)外部溫度傳感器輸入。MM9Z1 638包括LIN2.2協(xié)議和物理接口和一個(gè)MSCAN協(xié)議控制器,可通過(guò)外接一個(gè)CAN接口芯片與汽車總線連接。
▲圖5.控制電路板的正面
▲圖6.主芯片的解決方案
▲圖7.控制電路板的反面
從電池的模組工藝來(lái)看,這里做的很簡(jiǎn)潔,但是使用了傳統(tǒng)的焊接方式和線纜設(shè)計(jì),然后用點(diǎn)膠進(jìn)行封裝。
4個(gè)電芯之間通過(guò)匯流排連接,包含4路電壓采樣(藍(lán)、綠、紅和黃四根)、2個(gè)溫度采樣(白色)和3根接地線(黑色線分三根)。12V地線和輸出極都采用了9個(gè)點(diǎn)的激光焊接。
▲圖8.電池模組的情況
▲圖9.12V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
小結(jié)
我們接下來(lái)重點(diǎn)對(duì)比12V配電盒的設(shè)計(jì)變遷,這個(gè)是很有意思很有技術(shù)含量的東西,我覺(jué)得深深為這些東西著迷,特別是把所有的12V繼電器干掉替換成MOSFET以后,這項(xiàng)變革被認(rèn)為非常非常成功!