关于探讨特斯拉4680模组拆解的情况

在蒙罗老爷子最新的视频里面，主要讲述了4680的电芯设计。根据和供应商的交流，目前我们看到的这一版设计在锁定中，在调整材料和设计；可以说这个版本的更迭是特斯拉很重要的设计方向。

特斯拉的电池系统迭代，是围绕圆柱进行的：

● 18650

这个时代没有特别好的选择，当时的能量远超同行，车价也保持在高位，合格供应商松下

● 21700

这是当时做到3.5万美金的一个重要抓手，也确实把产量搞上来了，合格供应商松下、LG

● 4680

这是特斯拉想进行自研自产，定义下一代电池的重要战略手段，潜在供应商包括特斯拉自有工厂、松下、LG、SDI、宁德时代、亿纬锂能和其他中国供应商。

本篇文章主要探讨4680模组拆解的情况。

▲图1. 特斯拉的设计更迭

在模组设计中我们看到：

◎ 特斯拉在4680上舍弃了铝丝焊接的方法，通过激光焊接来连接Busbar和电芯正负极

◎ 模组的顶部和底部都是完整的一块空间，整个加工的速度会更快一些

◎ 特斯拉采取了顶部集成采样线的模式，也导入了类似CCS的结构来提高可制造性和可靠性

▲图2. 特斯拉的4680模组设计的探讨

Part 1

4680模组的电气设计

在特斯拉的模组设计专利图里面，已经透露出来了一些差异化的东西，在本次蒙罗老爷子的拆解中得到了很系统的展示。

▲图3. 特斯拉4680模组设计概念和实际落地情况

汇流排设计的并联结构，确实有点诡异，从目前清点的数量来看，凸起来有9个电芯，一共有6排，然后按照三角形进行圈住。下面图里面，用黄色框代表一个特写，绿色我圈出来的电芯。然后我把整个的汇流排结构用圈住的方式进行标注，因此这里分为两部分：

◎ 电芯连接点，可以看到用激光焊接的方式进行标注

◎ Busbar之间进行连接，这里设计有意思啦，有一块大的支撑部分把汇流排和电芯之间连接起来

▲图4. 汇流排的设计（分为连接电芯和汇流排之间连接）

如下图所示，为了从结构上固定，这里使用了树杈固定的部分来把汇流排固定住，而且Busbar之间的连接是配置了绝缘材料，充分考虑在3D的范围内把Busbar之间进行连接。

▲图5. 汇流排的设计细节

从焊点来看，特斯拉在母线排上放弃了铝丝Bonding焊接这种既麻烦、可靠性又比较差的方案，一个可能原因是整个连接承载的电流变大了，从可靠性和体积利用率来看，这种3D复合的效率更高，工艺更可靠。

同时电芯的电压线，使用铜片直接与汇流排直接焊接， 9个并联的电芯出一个电压采样点，这里使用了CCS的概念，把4680上面的盖子进行高度集成，内部通过集成温度传感器的方式。

▲图6. 采样线和整体复合顶盖

总体来看，这种设计起始把难度全部交给了供应商，等于供应商需要提供这么一个底部的盖子和顶部的盖子，然后通过机械的方式把电芯一个个放进去。

▲图7. 4680的总体设计思路Part 2

框架的两端

为了方便电流连接，类似大框架模块两端输出的连接通过激光焊接与输出极片连接，输出极通过框架塑料基板顶起来。整个电气部分还是通过橘黄色的塑料板顶起来，然后通信线通过顶部管道连接到BMS。

▲图8. 模组的主要输出连接部分

这里有一个绝缘盖子，能把模块的输出部分保护起来，达到加强绝缘的电气隔离。

▲图9. 4680模块框架的塑料隔离部分

小结：总体来看，这个4680的设计部分一步步是简化装配过程，把很多的零件尽量集成起来，然后交给供应商来提供，进一步提高4680电芯到电池包的组装速度。

编辑：黄飞