特斯拉Model S Plaid 模组设计和电池采样板的改进

蒙罗老爷子把藏的Model S Plaid的电池释放出来了，由于老爷子和搭档CORY STEUBEN讲得比较细，我就不额外叙述了。我觉得有一些好玩的地方：

● 电池模组采用非常致密的模组设计，里面新型的水冷设计是一个尝试，双向U型水管使得水冷管的水道一分为二，上下两部分实现冷却水路的进出。

● 模组间的电气连接尝试，能看到后续趋势，电连接也需要进一步和结构设计一体化考虑。

● 在一体化模组里面，我们发现采样板PCB起到的作用本身就有连接的作用，因此里面的线束设计进一步减少，采样板和Busbar的连接设计改变也非常值得我们仔细来看。

▲图1.特斯拉的Model S Plaid的Pack爆炸图

下图是Model S Plaid模组的近照，在转向4680的过程中，特斯拉的工程师也做了很多的尝试。

▲图2.特斯拉Model S Plaid的大模组

Part 1、模组设计的细节

● 电芯在模组内的布置

这种大模组的设计，采用的是77颗并联22颗串联77P22S，每个模组共有1584个电芯。电芯在模组内存在正、反的交替，来实现电芯之间的电连接。这个模组内电芯正极端和负极端的连接，蒙罗老爷子做了几张图方便大家了解。

▲图3.模组内电池的布置结构

这个图配合下面的电芯焊接点的效果，可能更容易理解一些。目前在努力尝试设计圆柱电池的工程师朋友告诉我，想要做圆柱的模组设计，工艺层面的实现其实要比方壳电池、刀片电池麻烦多了。

▲图4.Model S Plaid模组电芯的焊接点

● 水冷板设计

由于麒麟电池的关系，大家对水冷板的设计高度关心。Model S Plaid的蛇形水管端面，如下图所示，我们可以清晰的看到流道和接口设计，从剖面可以看到，液冷管内存在13个流道， 6个流道用于进水， 6个流道用于出水。通过下面的液冷管的接头可以控制模组的进、出水的流向，而水冷管的布置则可以完全布置在一侧。

模组的两头，一侧解决水冷，一侧解决采样板的线束连接。

▲图5.Model S Plaid的水冷设计

在模组内部，电芯通过发泡的导热胶，可以和液冷管实现结构上的互联， S Plaid的冷管高度把18650电芯的柱面都覆盖了，根据千叶的计算，这种设计的目标是最大限度的增加冷却面积。用于灌封的蓝色的发泡导热胶从效果来看，固定作用很高，蒙罗老爷子通过手感告诉我们很难直接将其剥离，这也是胶水粘接效果的变化。

▲图6.Model S Plaid的模组设计

● 模组电气连接的设计

这里面的5个大模组，横向布置后每个模组的两侧边有多个固定结构，通过与下箱体内横梁螺栓固定。模组设计的模组间busbar连接，相邻两模组汇流排，通过焊接的方式进行连接。模组间巨大的电流走中间的拱形通道（700A以上），因此特斯拉是选择在模组间存在一定的导体过流设计，这其实和它只采用单个Pyrofuse有关系，通过Pyrofuse来做精确管控，如果失效，通过这种硬的金属连接的弱点设计来实现应该熔断。

这五个模组连接里面等于有四个弱点，总有一个能彻底进行熔断。