特斯拉Cybercab:关于电池、驱动系统及独特生产方式的最新细节。

我们之前已经多次推荐过YouTube频道Munro Live。可惜最近该频道经常聚焦于电动汽车之外的内容。不过,这家美国工程公司凭借一段关于特斯拉Cybercab的视频再次取得了巨大成功。视频中,特斯拉的工程师们介绍了这款车型,但并非自动驾驶技术,而是生产流程、电池以及驱动系统。
特斯拉首席工程师Lars Moravy、Cybertruck的开发负责人Eric Earley以及其他专家在技术方面表现得极为坦诚。这段在特斯拉Cybercab生产地——德克萨斯州超级工厂拍摄的视频时长接近一个半小时,语言为英语。我们整理了其中最值得关注的内容。
开箱流程 | 电池/BMS | 温度管理/驱动系统
图集:特斯拉Cybercab首次与座椅样品进行实际接触
开箱过程
首先介绍的是开箱过程,也就是特斯拉长期以来所宣传的该车型的特殊生产方式。其核心理念是能够同步处理各个车身部件,从而提升工作效率。例如,机器人可以同时从四面对前部模块进行操作。与Model Y相比,其工作站数量已大幅减少至25个。
开箱流程中还包括已在其他车型上应用的巨型铸造技术,即用于制造异常大型车身部件的压铸技术。在Cybercab上,特斯拉将这一技术运用到了极致:汽车由前部底盘和后部底盘这两个大型铝铸件组成,这些部件是一次性铸成的。此外还有装有电池和座椅的中央部分,以及车门——Cybercab的车门采用剪刀门设计,正如视频中所说的,主要是为了显得更酷炫。

两个座椅直接固定在电池上
图片来源:Munro Live(YouTube)
在座椅的安装方面,特斯拉采用了与Cybertruck相同的方法:座椅直接固定在电池外壳上。之后再将电池从底部放入车身,这样就无需日后费力地通过车门将其安装。

将温度管理系统置于最前端的前置布局
图片来源:Munro Live(YouTube)
在拥挤的前部车舱中,除了小型48伏电池和温度管理系统外,最主要的是驱动系统——毕竟Cybercab是前驱车型——以及逆变器。该逆变器应无需拆解整辆车即可进行维修。正因如此,诸如温度管理系统和空调压缩机之类的部件可以轻松拆卸,从而从上方接触到逆变器。
另一个核心理念是模块化设计。这样,在将各个模块安装到车上之前就可以先对其进行测试。此外,特斯拉避免在前部车舱的众多部件之间使用高压线路,而是通过逆变器来连接这些部件。
由于前盖较低,减震器并非垂直安装,而是以略微倾斜的角度安装。Cybercab还配备了特斯拉首款线控制动系统,这样就可以单独测试制动器,同时也能省去液压管路。
另一项简化措施是特斯拉放弃了传统涂装方式。由于车身大部分由塑料构成,色素直接被掺入塑料中。
电池与BMS(约25分钟后开始)
众所周知,Cybercab的能源来自一套48千瓦时的电池组。与Cybertruck和Semi一样,该电池组也由圆柱形的4680电池单元组成。正如电池专家Robbie在视频中所解释的,其电池配置为88s6p,也就是说,它由六组并联的电池单元组成,每组又包含88个串联的电池单元,总计多达528个电池单元。
这些电池单元并非像曾经推出的采用4680电池单元的Model Y的“结构化电池”那样用泡沫材料固定粘合,而是安装在四个沿纵向排列的模块中。碰撞产生的能量一部分会被电池的钢制外壳吸收,另一部分则由这些模块承担。正因如此,特斯拉的专家们将这种电池称为“半结构化电池”。虽然其能量密度因此降低了约10%,但可以单独更换各个模块。

该电池由数百个圆柱形电芯组成
图片来源:Munro Live(YouTube)
Cybercab的另一个创新之处在于电池内部没有线束——电池管理与电池之间的连接是通过无线射频实现的。此外,电池管理模块并非位于电池的“顶层”,而是处于同一平面的电池后方,这样就可以从下方进行更换。因为经验表明,出现故障的往往是电子设备而非电池本身。另外,特斯拉也无需使用电池的烟火式保护装置,因为电子设备能够以类似的速度切断电池供电。

电池管理系统位于电池内部,而非外部
图片来源:Munro Live(YouTube)
温度管理与驱动系统(约42分钟处开始)
关于效率问题,一位工程师表示:最重要的是轮胎,其次是空气动力学性能(在高速行驶时这两者的重要性会互换),第三则是温度管理与空调系统。在热泵方面,特斯拉采用了纯乙二醇系统,无需使用R1234yf或CO₂之类的传统制冷剂。此外,空调压缩机直接集成到温度管理系统中,从而避免了因管道传导造成的热量损失。

Cybercab的温控系统
图片来源:Munro Live(YouTube)
Cybercab配备的163千瓦前驱动力系统为垂直安装方式。其独特之处在于逆变器被安装在电机前方,也就是距离驾驶舱最远的那一侧。这种设计有助于减少振动,同时便于逆变器的维护,且其与温控系统的连接距离较短。

逆变器就是左侧的方形部件,位于电机的前面
图片来源:Munro Live(YouTube)
由于Cybercab的行驶速度通常较低,其输入齿轮的齿比被调小:大多数特斯拉车型的齿比为9,而这款车型的齿比为11。电机仍采用油冷方式,但冷却通道不再位于金属外壳中,而是设置在定子壳体的铝制部分。逆变器则采用水冷。这里的油泵为机械驱动,不同于其他特斯拉车型中的电驱动方式,即油泵由旋转的电机部件驱动。
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总结
在新的Munro视频中,讨论的都是工程师们之间的话题。他们使用了大量缩写,如GA、GD&T或IML,而且并不总是记得为观众解释这些缩写的意思。我们已尽力从这些专业术语中提取尽可能多的信息,但专家们肯定能在视频中发现更多有趣的内容。如果您有时间,不妨观看一下这个视频。即便不能完全理解所有内容,也能学到很多东西。