●电芯：
压缩非活性物质的比例，我们看到铜箔、铝箔、隔膜等等在不断往薄的方向发展，同一种化学体系不断提高压实密度来提升电芯能量密度，这是电芯层面的卷。
● 电池系统：
而Pack级别能量密度的提高也关注电芯/Pack的转化率，也就是集成效率，几乎所有的团队极限探索如何去掉电池包里的冗余结构件。
● 电池和车身结构化（structure battery ）：
这个以Elon Musk的飞机油箱的例子，飞机油箱从机翼＋油箱变为机翼＝油箱，所以在整个车身设计中考虑更多空间和结构耦合，让车身＋电池包=车身电池容器，电芯本身的壳体结构成为整体承重结构的一部分。
因此走到这个阶段，整个汽车的前期设计、集成和售后都需要进入进来，和原有的电池部分一起考虑，整个原有的分工逻辑变化了，而两家同时在整车和电池端能协同的汽车企业成为推出这种设计的第一梯队，是完全合乎情理的。
我找了很多特斯拉的维修信息，来看看一些发现。
▲图1.特斯拉和比亚迪的集成化设计，从车到电池
Part 1
特斯拉结构化电池和海豹CTB
下图是我们在特斯拉德州工厂的开放日见到的情况，实际我们再来看车身和两者的结合，在这个结构来看，这个电池壳体的承受力主要包括：
● 前排两个座椅
● 前排座椅成员的脚步
● 后排座椅成员的脚步
备注：根据拆解的情况，后排座椅的固定结构上和电池包无关。
▲图2.结构化电池外部概览
在海豹的设计中，前后排座椅都是通过中间的横梁来承受的，电池包的承受力主要对上方成员的脚步着力点。
▲图3.海豹的设计
还有一点发现呢，电池上面主要还有HVAC风道和隔层，风道主要从中间走，所有电池壳体表面通过隔层来进行一定缓冲。下图里面能看到金属表面的部分，就是电池包的上盖。
▲图4.副驾驶的布置
和前排一样，特斯拉的后排，也是通过电池地板顶上来作为支撑面，白色部分为连接HVAC的风道，在下面这个图，我们能看到特斯拉把支撑部分全部做成了电池壳体的部分。
▲图5.第二排座椅和风道的情况
而当整个电池拆下来之后，从顶视图来看，整个中间是完全空的，拆解下来这个电池包，需要把中控扶手、两个座椅，中间的风道所有的组件全部拆下来，确实能修，但是非常非常费劲。
▲图6.电池维修下来以后，整车车身内部是空的
海豹车身的结构我们没看到太多，但是基本的逻辑也是相似的，就是拆解电池的时候，前排座椅不用卸下来，这个会相对好一些，整体的结构是完全一致的。
▲图7.特斯拉和比亚迪两者的对比
Part 2
特斯拉的壳体设计
因为很难拆，所以这次特斯拉的维修策略主要分成三种考虑：
● Pyrofuse的维修，这个在电池包上方有一个塑料盖，如果这个出了问题，只需要拆解后排座椅的部分组件，就可以直接进行替换。
● 电气部件的维修，这个比较费劲，但是也是从二排座椅拿下来，然后在整个维修窗口下对电气部件进行维修。
● 整体维修，这个就是电芯整个出问题以后，电池进行更换。
▲图8.电池的维修策略
下图所示，是最近上海出现的零星问题，换就OK了，最近有上海工厂的LFP和北美的NCA，都有零星的质量控制问题进行后期更换。
▲图9.在偶发的情况下，这种设计就换电池
这个电池包的螺栓连接点确实比较多，如下所示，其实主要包括38个螺栓。
● 左右各14个螺栓，一边7个
● 顶端包括6+6，有一块额外的保护板
● 电池包电气部件有4个吊挂点
● 在电池末端有8个吊挂点
▲图10.电池系统的螺栓情况
在CTB状态下，电池的壳体可能从现有的拼焊壳体退回到钣金托盘，根据不同的信息渠道，后面围绕两个托盘有两种路线，一种基于成本考虑做钣金，还有就是用高压铸铝来做（铝强度是否足够，配合内部的结构设计，是个挑战）。
▲图11.电池系统的壳体
小结：我们从整个结构来看，需要考虑整体空间考虑，核心竞争力已经从电池把空间给电池演变成了车辆空间给电池了，这个是目前大家的核心利益诉求。在整体布置空间维度或者Z方向维度，都是利益点。
作者：朱玉龙
来源：汽车电子设计
微信公众号
相关文章推荐
更多汽车电子干货请关注 汽车电子设计 专栏。欢迎添加极术小姐姐微信（id:aijishu20)加入技术交流群，请备注研究方向。
