楼主 特斯拉Model S Plaid里面的一些创新探索
发表于2022-05-14 14:54:20查看 7086回复10浏览 7086

我最近在重新梳理特斯拉的探索,从下面这个图可以看清楚,在Model S Plaid上,特斯拉做了动力总成(18650电池布置和后驱双电机)、12V锂电池、AMD系列的信息娱乐主机、第四代车身Zonal控制器等。由于这台车比较贵,以也比较能折腾出西来,我想这一次主要就第四代Zonal 控制器做一些整理。

▲图1. Model S Plaid的创新点

Part 1
第四代 Zonal控制器
从Model 3的Zonal控制器到Model Y里面一共迭代了三代,主要是布板和功能的优化,而到了Model S Plaid,主要是对前面的Zonal一分为二,做了个专的配单元然后把热泵和其他功放到个单独的控器里,这主要是为了适应更多12V用电负载功单元,比如要兼容后续的Model X的门控系统。

▲图2. 新一代Gen4 Zonal控制器 紫色

上图确实比较糊,紫色的左右控制器主要是布局的变化,前端则是一分为二。现在变为:VCBATT Gen1 用来做电源管理,VCFRONT Gen4来做热管理,车身管理还有一部分配电管理。我们可以看到所有的个车控制全部采用了Press-Fit技术。

这种不需要焊接,通过机械外力把压合连接器的脚压PCB的通孔,靠机械连接实现气连接的生产工艺。不会出现与焊接相关的任何质量问题,如连锡,少锡,上锡度不等。同时避免了回焊或波峰焊程中温对连接器体的损害,会引起连接的接损伤或断裂。另外因为不需要焊料和助焊剂,避免了焊接面氧化,或松香物质成连接器内金属接触面氧化问题等。并且由实现自由布局,特斯拉和低压连接厂商(TE, Amphenol)等做了比较多的合。

▲图3. 前端两个控制器

这个VCBATT Gen1起到了12V能量管理和配电的作用,在实际使用中,也提高了E-fuse的安全性。

▲图4. 配电管理控制器

特斯拉目前是ST系列单片机的比较大的客户,在Zonal控制器里面,用了6片SPC的系列,如下所示,我在做一个清单,这个系列也用在了网关里面。

▲图5. 特斯拉的单片机也用了大量的ST的SPC56系列

Part 2
电池和驱动系统
在电驱动系统中,特斯拉此次是实现了动电机但是逆变器基本沿用的策略,如下所示,在Model 3和Model Y的基础上进行创新,也实现了向前兼容。

▲图6. Model S Plaid的逆变器位置

也就是说,这里实现了一定程度的模块化,整个电驱动系统的匹配,能实现逆变器的复用。

▲图7. 逆变器的安装面

在电驱动系统,特斯拉的多合一的路径不是表现在OBC+DCDC这些(已经被电池集成),主要表现在其他的热管理部件上,所以热管理的附件以后确实可能全部和电驱动系统进行集成。

备注:以后前驱动模块专门给电压缩机留位置设计可能逻辑上是兼容的

▲图8. 电驱动系统的高度集成化

这里新开发的部件,主要是Busbar、外壳、转子,整个开发成本贵一些,但是BOM成本没有特别多的增加。

▲图9. 电驱动系统爆炸图

在电池系统里面,一方面尝试了超大模组的设计,电气设计上使用了高压大Busbar。

▲图10. 电池系统的设计

小结:和我们之前理解不太一样的是,在尝试新技术以后,特斯拉一直在打补丁和进行微调,这种不断的更新其实和我们通过大量的DOE、DV、PV差异很大。整个设计都是一段段快速迭代和跟上的,管理设计流程是个大工程。