朱玉龙

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2022-02-16

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4680 技术成熟度和良品率

  1. 特斯拉
1,560

作者:朱玉龙

随着特斯拉电话会议结束,透露出的信息是,4680 电池车型量产提前到 Q1 量产,这个是很出人意料的。网上更有泄露 4680 试制线的数据出来,也让我们对当前这款重量级的产品有了更多的期待。

从规模来看,Fremont 工厂 1 月 22 号每天的产线统计生产量为 6249 个电芯,电芯生产的良品率平均达到了 92%。除了一台特殊的封装线以外,多条封装设备(7 条产出 100 个 / 天,6 条产出 200 个 / 天)产出的良品率在 79%- 97%。

▲图 1. 试制线的情况汇总

4680 的进度

从之前交流的情况来看,4680 电池应该是在 2022 年实现大规模量产,与之匹配的整车量产下线在 2023 年开年。而当前 2022 年 Q1 就开始往外抖包袱,Elon Musk 更是通过 Battery Day 立下 Flag,对 4680 的方向是非常坚持的。

由于大规模量产推迟了很久,这使得当前 2170 和宁德时代铁锂方法,整体更新的速度比其他车企要慢一些。所以即使在 4680 电芯的良品率并没有达到预期,这个方向也必须在实战中坚持,并慢慢提升。

目前 4680 所遇到的问题,在网上的数据来看失效帕累托图(Defect Pareto)集中在 10 个方面

  • Flag Folding in Cathode 1.4% 93 例

  • Single Wind Cut Position Recovery Cathode 1.2% 86 例

  • Flag Folding in Anode 0.8% 57 例

  • Single Wind Manually Commanded by Operator Cathode 0.7% 47 例

  • Inner Separator Meander 0.6% 43 例

  • Edge Meander Cathode 0.5% 35 例

  • Vision flag fold Anode 0.5% 33 例

  • Single Wind Manually Commanded by Operator Anode 0.4%,26 例

  • Outer Separator Meander 0.3% 23 例

  • Outer Seal Tape Missing 0.3% 20 例

目前的进度是,随着松下在日本扩建生产线,从特斯拉本身的电芯工厂和松下的产量,2022 年能攒到一批产品,为 2023 年的量拉升做准备。

4680 的 Pack 设计

我觉得最近明确的事情,就是这个托盘 —— 由于侧边的防护通过车身一体化考虑,整体电池壳体的强度就不需要和之前一样考虑那么多,所以采用一体化压铸来加速整包的加工速度。

备注:之前电池包需要通过很强的挤压实验,是由于法规需求驱动的设计变化,不确定后续这个电池下托盘能否通过 GB 的挤压实验。

▲图 2. 电池托盘和设计

在当前来看,除了我们看到的水冷板以外,和之前的 1865 和 2170 不一样的地方:4680 电池比较大,所以散热和热失控保护,需要同通过顶部一块巨大的水冷板来进行隔离 —— 这个板子,一方面起到隔离的作用,一方面也给电芯实现了顶部和侧边双面冷却的效果。这里需要通过导热发泡胶进行。

备注:中间还有汇流和采样,通过进一步精简以后,FPC 也进一步简洁设计。

▲图 3. 电芯大了散热始终是一个很大的挑战
(从 Model S Plaid 开始加入一整块水冷板)

顶部水冷板结构有点像之前的汉 EV,完整的水冷板配合发泡胶粘接之后,可以在顶部起到整体效果。汉 EV 是类似三明治一样,其实 4680 也有这个效果。

▲图 4. 顶部水冷板结构

小结:随着 3C-4C 快充的要求深入下去,多面冷却确实是个趋势,因此 4680 在散热方面采用顶部和侧面两种方式进行导热,再配合无极耳的设计,整体的效果应该会比较好。而且热失控扩散的效力,随着两面冷却的策略,也能控制下来。

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。
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