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世界熱議:美國專業團隊拆解特斯拉Model Y的4680電池包秘密全部揭曉

2022-08-29 09:44:05 來源：澎湃新聞網

特斯拉的4680電池包有多難拆？拆解團隊花了整整兩周時間，才把電池包上的上蓋卸下來。從7月初開始，美國的專業拆卸公司門羅公司（Munro & Associates）的團隊開始拆卸特斯拉Model Y上裝載的4680電池包，卻遭遇了始料未及的困難，工作進展極其緩慢。在上周，團隊終于拆完了電池包，揭開了4680電池包的全部秘密。

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(資料圖片)

據autorevolution網站報道，最新發現是，團隊原本認為整個4680電池包都不包含緊固件，但最后他們仍然在4680電池包中發現了16個小小的螺紋緊固件。團隊的領導者桑迪。門羅（Sandy Munro）表示，過多的緊固件容易出現裝配錯誤，所以特斯拉消除了這個弱點是一件好事。

2020年9月，特斯拉推出了“劃時代”的4680圓柱形電池。特斯拉表示，相較于傳統2170圓柱形電池，4680電池的體積更大（直徑46mm、高度80mm），并采用了無極耳（即全極耳）和干電池電極技術，使得能量將是前者的5倍，車輛續航里程將提高16%，功率提升6倍。

今年4月，裝載4680電池包的第一批特斯拉Model Y交付。對于外界而言，4680電池包的結構仍然頗為神秘。

據介紹，桑迪。門羅是前福特汽車公司的工程師。2018年，他和同事就自費購買拆解了兩輛特斯拉Model 3，還就Model 3的車身設計問題給馬斯克提了不少建議。目前，團隊已經拆掉了奧迪、寶馬、雪佛蘭、捷豹、日產等車企的數百臺車，特斯拉的Model S、Model 3、Model Y（2170電池版）也都沒放過。

而當拆完整個4680電池包后，桑迪。門羅宣稱，4680電池包的結構前所未見，跟特斯拉之前的裝載Model Y/3上的2170電池包對比，“簡直不像是同一個公司生產出來的。”

在此次拆解工程中，首先，團隊將4680電池包從Model Y車身上拆卸下來。他們發現，電池組和座椅集成度非常高，車主幾乎是坐在電池上開車。座椅和中央扶手等部件直接安裝在電池底盤的上蓋，座椅與電池包中間僅間隔幾根橫梁。

電池包通過38個固定螺栓與車身連接，拆掉這些固定螺栓，斷開線束就能把電池包以及前排主副駕座椅、中央扶手箱等部分通過升降機完整地從車身脫離開來。

而整個4680版Model Y電池包+前排座椅總成+后部PSC高低壓控制模塊一共僅重1198磅（約543kg），去除掉座椅的特斯拉Model Y 4680電池包的總重不到500kg，考慮到電池包的總能量大約是80kwh，重量和能量的比值令人驚喜。

這一步很容易，但隨后團隊就遇到了大麻煩。團隊一名成員說，“拆電池就像在考古。”

他們花了整整兩周時間，把4680電池包的蓋子拆了下來。團隊原本以為會直接看到一排排電芯，但他們卻吃驚地發現，電池電芯和其他關鍵零部件都被一種粉紅色的泡沫吞沒了，這種泡沫像“磚頭一樣堅硬”。

這些粉紅色的泡沫實際是聚氨酯膠水。團隊發現，4680電池包整體采用了灌膠的方式，對電芯和零部件進行固定。這種粉紅色膠水用量很大，不僅灌滿了表面，而且將電芯的內部空間完全填滿。

據介紹，膠水主要起兩個作用，一是受力與保護，灌膠將所有的電芯及零部件融為一個整體，共同受力，并且膠水有彈性，可以吸收能量，進而保護電芯；二是固定電芯，由于4680電芯是圓柱形，電芯之間本身就有很多縫隙，電池包又省去了傳統模組，電芯之間的縫隙更多，灌膠可以將這些縫隙填滿，防止電芯的位置發生松動。不過這些粉色膠水的黏性很高，所以拆解起來也相當費事，穆桑迪團隊想到了用干冰來清除膠水。

一周過后，桑迪和他的團隊用干冰噴射器取出聚氨酯泡沫，第一次看到了里面的電芯排列結構。

電池包最上部是一層柔性尼龍材料的蓋板，呈蜂窩狀結構，上面集成了電壓采樣和溫度傳感器的線束。

下面一層，是把電芯連接成串并聯的集流器。電芯和集流器之間，不同于之前2170電池包中所采用的鋁絲bonding焊接，4680電池選擇了激光焊接，消除了通常導線連接造成集流器可能失效的問題。9個電芯并聯為一組，每組電芯的正極全部連起來，然后匯總到下一組電芯的負極。4680電池由于無極耳（全極耳）的設計，只有極柱是一個正極，極柱以下的表面殼體都是負極，因此，集流器被設計成了樹杈形狀。

注意這些焊點上的小銅片，據介紹，這是VSH（電壓感應器線束）焊點，連接電芯和電池管理電路板，能夠監測每個電芯的電壓和溫度。

接下來的一層就是電芯。整個4680結構電池包總共包括828顆電芯，被三塊隔板分為四個區域，隔板材料為酚醛樹脂或是高密度聚乙烯。根據此前特斯拉的介紹，4680電池包完全取消了傳統模組，但實際看來，特斯拉只是取消了傳統的物理隔板。這樣的設計也完全出乎桑迪的預料，他認為，“這樣設計的好處是能夠減少熱失控的幾率。”

在散熱上，4680電池包采用了蛇形的冷卻板，冷卻板在兩排電芯的中間縫隙穿過，貼附著兩側電芯的柱面，冷卻板里面有供冷卻液流過的小管道，類似于Model Splaid、ModelModeY的冷卻回路方案。但在4680電池包里，但根據電芯更大的尺寸和重量，冷卻管路更厚了一些。每排電芯之間都有聚苯乙烯材料制成的分隔片，起到了很好的絕緣作用。

隨后，又讓團隊成員十分意外的是，電芯底部也不是直接固定在底盤上，而是被嵌在一個個黑色的ABS塑料底座上。特斯拉還在電芯底部和蜂巢底座之間加了一層云母板，起絕緣作用。此外，團隊成員還期待著電池包底部有更多的結構性連接，包括底部的水冷板，但事實上，底部只有排氣管路。

團隊成員科里。施托伊本（CorySteuben）介紹，“如果發生了過充的問題，整個車身是向下排氣的。”

在電池包的一側，團隊看到了四個BMS電池管理系統的電路板，被聚丙烯塑料件密封保護起來。而在之前的特斯拉Model Y/S 上，BMS都位于電池包的底部。整個電池包電氣部分被橘黃色的塑料板頂住，通信線通過頂部管道連接到BMS。

拆完了整個4680電池包后，那么問題來了，這樣的電池包能維修嗎？在科里。施托伊本看來，從灌膠的技術來看，特斯拉這種CTC電池包（Cell to Chassis，電池車身一體化技術）維修的可能性幾乎為零。因為維修涉及到涂膠，重新灌膠，密封防水測試等復雜的工序，在成本上不劃算。

而整個電池包的結構也對電池生產商的工藝穩定性、生產效率提出了嚴苛的要求。這或許從某種程度上解釋了，為何4680電池在2020年9月發布后，一直未能大規模量產。據了解，目前4680電池包僅由特斯拉位于加州的加藤路工廠和得州的奧斯汀工廠小批量生產，韓國LG新能源、日本松下公司都表示量產要到明年。

最后一個問題——4680電池包能夠回收嗎？桑迪團隊認為，盡管特斯拉似乎沒有到4680電池包維修的可能性，但這不影響4680電池包的回收。

這個想法得到了埃隆·馬斯克的證實。

“回收4680電池包沒有問題，”馬斯克在看了桑迪直播的視頻后在Twitter上寫道，“只要把任何電池組想象成超級高級礦石——從高級礦石開始總比從低級礦石開始要好！”

具體怎么操作呢？桑迪提出的設想是，直接把整個電池包扔進接近絕對零度的液氮中，“電池包會凍住，接著通過研磨機將它碾成非常細小的碎屑，不同密度的物質會在液氮中漂浮起來，這樣就能把電池包里所有的物質回收，”桑迪說，“跟挖礦一樣，只要選對了機器設備。”

關鍵詞： Tesla 特斯拉電動汽車美國專業團隊拆解特斯拉Model