宁德版特斯拉Model 3的模组与Pack设计

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特斯拉在Model3这个单一车型上的电池供应策略为其后面整个车辆电池策略体系做了一个非常好的尝试，基本上构建了针对不同车型配置不同材料体系电芯的供应框架。


与此同时，为进一步保证供应链的安全，满足产能的需求，特斯拉在国内又增加了LG化学和宁德时代做为二供、三供，近期又有传闻，亿纬锂能也将会为其提供磷酸铁锂电池。亿纬锂能与特斯拉的接触也不是短期的事情了，而且它在为小鹏P7提供铁锂版的电池系统，所用的方案与宁德版的Model 3类似，所用的模组（类似）在今年的上海车展有展示出来，如下所示。







这是一种沿整包纵向布置的大模组，宁德时代的Model 3电池系统就是基于特斯拉原有的电池外包络与箱体内部结构来进行开发的。相比于LG版的标准续航，宁德的铁锂版电池系统更接近于松下版本。







CATL版的电池包是采用了两个大模组、两个小模组的思路，大的模组为1P28S（1并28串），小的模组1P25S（1并25串），共计1P106S。


电芯为160Ah磷酸铁锂，电压按3.35V来算的话，整包电压为355.1V（磷酸铁锂额定电压为3.2V左右，这样整包电压为339.2V；在早期的设计中，由于整包电压太低，特斯拉曾要求宁德时代将电压平台再提高些；所以这里推测在3.3V左右；根据LG和松下版的电池包标称电压为355.2V；所以这里取3.35V做为一个推测），电量为56.8kWh。根据工信部的公告，宁德版的电池包比能为125Wh/kg，这样推下来，整包的重量在454.4kg（国内博奇数据拆测的重约465kg，推断基本吻合）。


宁德版的电池包在总体的技术上与Model Y的方案更为一致，上盖外层、与车身相接触的防护垫变成条状；用于防护保险丝的塑料壳去掉；等。不同之处包括：由于是采用的磷酸铁锂，下箱体内表面用于进行热失控防护的云母片去掉了；另外采样的方式和BMU的板子也都有变化。


整个包的电液连接布置如下所示：其中，粉色是水冷管路的连接，采用的是快插方式；绿色的是模组的高压连接；两个红色的是防冷凝水和泄放（推测），与松下版的保持一致。










模组的整体形态如下所示，模组的高约为95mm（不含极柱），电芯的高度约为70mm，也就是说模组之外的器件占了25mm左右。







模组的整个结构上设计类似于标准模组的思路，去掉了底板；侧板呈L型，以便承载电芯；由于采用了液冷设计，所以侧板L型下部有开口，这样水冷板可以推进去，如下图示意。通过这种方式，形成模组的集成液冷结构。





侧板的内表面喷绝缘漆，电芯与侧板通过胶粘完成连接固定。


与高手过招的好处就在于你可以快速的提升自己，迸发出更多的想法和理念，宁德时代在配合特斯拉的这个Model 3改版过程中，衍生的方案近10种，这可以从它的专利布局中一一找到，其中最为接近实际方案的一个专利为CN112310524A，大家可以详细参考下。





目前，特斯拉在3个电芯供应商上，配置出的不同方案比能从125Wh/kg，到145、153、160、170Wh/kg，这种变化有因电芯材料，也有因结构上的调整；特斯拉基于4680的structure battery即将替换2170一代，比能将再上一个台阶。那么不同供应商的方案也需要及时跟进，匹配特斯拉下一代车型的需求，从技术路线上来看，LG如仍以圆柱供应，则较容易切换，宁德如以方形继续匹配，则可能需要采用CTP的方案。