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宁德时代的“特斯拉模组”设计探讨

尽管没有官方的声明,根据已掌握的信息来看,宁德为特斯拉所配电池包的方案以下内容基本可以确定:
  • 配给 Model 3 基础版;
  • 电芯采用磷酸铁锂体系方形电芯;
  • 四个大模组
在不进行电池包箱体外尺寸轮廓调整的基础上,宁德时代要为特斯拉提供一个最经济和性能足够的产品,以下这两种模组方案方式最可行(两端输出极的方案暂不在此讨论):
(1)和当前 Model 3 的模组类似,4 个模组,2 个大模组,2 个小模组,按 Model 3 既有的位置进行布置;
(2)和特斯拉将来可能的 Model 3 基础版模组类似,4 个同样大小的模组,仍是沿着车身轴向布置。
就电芯的类型来看,可以采用“厚胖型”的电芯,这个方案可能是电芯侧放,这样电芯的输出极向左或右;另一种电芯采用“矮瘦型”的电芯,类似于宝马第5代电芯,这个方案,电芯正放着,输出极超上。
从宁德的专利来看,后面这种方案的模组成组的总体设计如下,所有的电连接系统 CCS在+Z 方向完成,从在 PACK 中的集成方式来看,模组的可能没有上盖,有点 CTP 的意味。
640.jpg640-2.jpg640-1.jpg
这种 PACK 设计充分利用了原有的中央纵梁结构,模组前面的 busbar 连接可以不用调整,后面的要做调整。
另外一种方案是以完整模组的形式,如下所示,再分别每个模组与下箱体进行固定。
640-1-2.jpg640-2-2.jpg640-2-3.jpg
这个方案对空间的利用更紧凑,舍弃了原有的纵梁,转而在两侧重新用梁固定,实际的可行性不高,应该会有方案的变异。
对于矮胖型电芯,从专利能够看到的一个方案如下:
640-3-2.jpg
电芯正极朝内摆放(热失控防护的角度来看,朝外更合理些,说明有其他的考虑,可能为了便于电连接的集成)。
640-4.jpg
这个方案在模组固定上可能两侧原有的 2 个纵梁,中间两个模组结构上有某种程度的集成,这个基础上两边的两个模组倒是可以做小些。
640-5.jpg
比较下来,第一个方案更具优势。无论是哪种设计构思,我们可以看到,宁德时代在与特斯拉合作的基础上,吸收了 Model 3 大模组设计的策略,构建出了适合方形电芯、沿 PACK 轴向纵向布置的大模组或 CTP 方案,这是继宝马 JOB2 355 模组平台、VW MEB 590 模组平台之后,可能再度向业内推出的M3 大模组平台型产品。
这个角度来看,宁德时代可以称得上集大成者,就看国内车企有啥想法怎么走。

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