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特斯拉Cybercab:关于电池、电机和生产的最新细节

特斯拉Cybercab:关于电池、电机和生产的最新细节

YouTube频道Munro Live此前已多次被推荐。最近,该频道经常报道与电动汽车无关的主题。不过,通过一段关于特斯拉Cybercab的视频,这家美国工程公司再次实现了目标。特斯拉的工程师们介绍了特斯拉Cybercab的方方面面,重点并非自动驾驶技术,而是生产流程、电池以及发动机。

特斯拉首席工程师Lars Moravy、Cybertruck开发负责人Eric Earley以及其他专家对这项技术表现得异常开放。这段来自特斯拉Cybercab生产地——德克萨斯州巨型工厂的视频时长近一个半小时,语言为英语。我们整理了其中最有趣的要点。

开箱流程 | 电池/BMS | 散热系统/发动机

开箱流程

首先是从“开箱流程”开始,也就是特斯拉长期以来所谈论的该车型独特的生产方式。其基本理念是能够同步处理车身的各个部件,从而提升工作效率。例如,机器人可以同时从四个方向对前部模块进行操作。与Model Y相比,所需的工作站数量应会减少到仅25个。

Munro Live关于Tesla Cybercab的视频

“开箱”流程还包括已在其他车型上应用的巨型铸造技术,即通过压铸工艺制造出尺寸极大的车身部件。在Cybercab上,特斯拉更进一步:车辆的前后底盘大部分由铝材构成,这些部件是在同一道工序中制造完成的。此外还有安装电池和座椅的中间部分,以及车门——Cybercab的车门采用剪刀式设计,主要原因是如视频中所说的那样,这样看起来更“酷”。

在安装座椅时,特斯拉采用了与Cybertruck相同的方法:座椅直接拧固定在电池箱上。之后,电池从底部放入车身,这样就无需日后费力地将电池从车门处穿过去。

在充满各种组件的前部空间里,除了48伏的小型电池和热管理系统外,主要还有发动机——毕竟Cybercab是一款前轮驱动车辆——以及逆变器。后者应该无需拆解整辆车即可进行维修。因此,热管理系统和空调压缩机等部件可以轻松拆卸,从而从上方接触到逆变器。

两个座椅直接固定在电池上

两个座椅直接固定在电池上

图片来源:Munro Live(YouTube)

另一个基本设计理念是模块化。各个模块在安装到汽车上之前都会经过测试。此外,特斯拉避免在前部空间内使用高压电缆连接各种部件,而是通过逆变器来实现连接。

由于前引擎盖较低,减震器并非垂直安装,而是略微倾斜。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刹车性能,同时还能省去液压管路。

带有前置散热系统的前部空间

带有前置散热系统的前部空间

图片来源:Munro Live(YouTube)

另一项简化措施是特斯拉放弃了传统涂装工艺。由于车身外部大部分由塑料制成,颜色颜料直接被掺入塑料材料中。

电池与BMS(约25分钟后)

Cybercab的动力源自一块48千瓦时的电池组。与Cybertruck和Semi一样,该电池组也由4680型圆柱形电池单元组成。正如电池专家Robbie在视频中所解释的,电池的配置为88s6p,这意味着它由6组并联的、彼此串联的88节电池单元构成。总计至少有528节电池单元。

与曾配备4680电池的Model Y的“结构化电池”不同,这些电池单元并非用泡沫固定,而是被安装在四个沿纵向排列的模块中。碰撞产生的能量一部分被电池的钢制外壳吸收,另一部分则由这些模块吸收。因此,特斯拉的专家将这种电池称为“半结构化电池”。这样一来,能量密度会下降约10%,但可以单独更换这些模块。

电池由数百个圆柱形电池单元组成

电池由数百个圆柱形电池单元组成

图片来源:Munro Live(YouTube)

Cybercab的诸多创新之处还包括电池内部没有布线——与电池管理系统之间的连接是通过无线电实现的无线连接。此外,电池管理系统并非位于电池上方的“阁楼”结构中,而是处于电池后方、同一水平面上,这样就可以从下方进行更换。经验表明,出现故障的更可能是电子元件而非电池本身。另外,特斯拉无需为电池配备熔断器,因为电子元件同样可以快速切断电源。

电池管理系统位于电池后方,而非上方

电池管理系统位于电池后方,而非上方

图片来源:Munro Live(YouTube)

热管理与发动机性能(约42分钟后)

关于效率问题,其中一位工程师表示:通常情况下,轮胎是最为重要的因素,其次是空气动力学性能(不过在高速行驶时这些因素的重要性会发生变化),第三位则是热管理与空调系统。在热泵方面,特斯拉采用了纯乙二醇系统,没有使用R1234yf或CO₂这类制冷剂的传统制冷循环。此外,空调压缩机直接集成在热管理系统中,从而避免了通过管道产生的热量损失。

Cybercab的热管理系统

Cybercab的热管理系统

图片来源:Munro Live(YouTube)

Cybercab的163千瓦前置发动机为垂直安装方式。其独特之处在于逆变器安装在发动机前方,也就是距离驾驶舱最远的一侧。这种设计有助于减少振动。此外,它还便于逆变器的维护,且与温度控制系统的连接距离较短。

逆变器是左侧的方形部件,位于发动机的前端

逆变器就是左侧的方形部件,位于发动机的前端

图片来源:Munro Live(YouTube)

由于Cybercab主要以低速行驶,其输入变速箱的传动比被缩短:大多数特斯拉车型的传动比约为9,而这款车型的传动比为11。发动机仍采用油冷方式,但冷却通道不再位于电枢铁芯中,而是位于定子壳体的铝制结构中。逆变器则采用水冷方式。这里的机油泵为机械驱动,不同于其他特斯拉车型中的电驱动方式,也就是说,机油泵是由发动机旋转部件驱动的。

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