導讀：在蒙羅老爺子最新的視頻里面，主要講述了4680的電芯設計。根據和供應商的交流，目前我們看到的這一版設計在鎖定中，在調整材料和設計；可以說這個版本的更迭是特斯拉很重要的設計方向。
特斯拉的電池系統迭代是圍繞圓柱進行的：
● 18650
這個時代沒有特別好的選擇，當時的能量遠超同行，車價也保持在高位，合格供應商松下
● 21700
這是當時做到3.5萬美金的一個重要抓手，也確實把產量搞上來了，合格供應商松下、LG
● 4680
這是特斯拉想進行自研自產，定義下一代電池的重要戰略手段，潛在供應商包括特斯拉自有工廠、松下、LG、SDI、寧德時代、億緯鋰能和其他中國供應商。
本篇文章主要探討4680模組拆解的情況。
▲圖1. 特斯拉的設計更迭
在模組設計中我們看到：
◎ 特斯拉在4680上舍棄了鋁絲焊接的方法，通過激光焊接來連接Busbar和電芯正負極
◎ 模組的頂部和底部都是完整的一塊空間，整個加工的速度會更快一些
◎ 特斯拉采取了頂部集成采樣線的模式，也導入了類似CCS的結構來提高可制造性和可靠性
▲圖2. 特斯拉的4680模組設計的探討
一、4680模組的電氣設計
在特斯拉的模組設計專利圖里面，已經透露出來了一些差異化的東西，在本次蒙羅老爺子的拆解中得到了很系統的展示。
▲圖3. 特斯拉4680模組設計概念和實際落地情況
匯流排設計的并聯結構，確實有點詭異，從目前清點的數量來看，凸起來有9個電芯，一共有6排，然后按照三角形進行圈住。下面圖里面，用黃色框代表一個特寫，綠色我圈出來的電芯。
然后我把整個的匯流排結構用圈住的方式進行標注，因此這里分為兩部分：
◎ 電芯連接點，可以看到用激光焊接的方式進行標注
◎ Busbar之間進行連接，這里設計有意思啦，有一塊大的支撐部分把匯流排和電芯之間連接起來
▲圖4. 匯流排的設計（分為連接電芯和匯流排之間連接）
如下圖所示，為了從結構上固定，這里使用了樹杈固定的部分來把匯流排固定住，而且Busbar之間的連接是配置了絕緣材料，充分考慮在3D的范圍內把Busbar之間進行連接。
▲圖5. 匯流排的設計細節
從焊點來看，特斯拉在母線排上放棄了鋁絲Bonding焊接這種既麻煩、可靠性又比較差的方案，一個可能原因是整個連接承載的電流變大了，從可靠性和體積利用率來看，這種3D復合的效率更高，工藝更可靠。
同時電芯的電壓線，使用銅片直接與匯流排直接焊接， 9個并聯的電芯出一個電壓采樣點，這里使用了CCS的概念，把4680上面的蓋子進行高度集成，內部通過集成溫度傳感器的方式。
▲圖6. 采樣線和整體復合頂蓋
總體來看，這種設計起始把難度全部交給了供應商，等于供應商需要提供這么一個底部的蓋子和頂部的蓋子，然后通過機械的方式把電芯一個個放進去。
▲圖7. 4680的總體設計思路
二、框架的兩端
為了方便電流連接，類似大框架模塊兩端輸出的連接通過激光焊接與輸出極片連接，輸出極通過框架塑料基板頂起來。整個電氣部分還是通過橘黃色的塑料板頂起來，然后通信線通過頂部管道連接到BMS。
▲圖8. 模組的主要輸出連接部分
這里有一個絕緣蓋子，能把模塊的輸出部分保護起來，達到加強絕緣的電氣隔離。
▲圖9. 4680模塊框架的塑料隔離部分
小結：
總體來看，這個4680的設計部分一步步是簡化裝配過程，把很多的零件盡量集成起來，然后交給供應商來提供，進一步提高4680電芯到電池包的組裝速度。
來源：汽車電子設計 作者：朱玉龍
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