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Tesla Semi高压与充电浅析

自年前Tesla Semi举行交付活动以来,各种高清&非高清图片逐步释放,作为Class 8(参照总车辆重量额定值(GVWR)定义)重卡,拉货能力+对应续航成为用户明显的感知方向,目前Semi:500mi (800+km)(est.)&37000 kg MAX,后轴三电机,目前交付百事车型支持日夜行驶。

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这篇文章就目前公开数据对高压及充电做个小总结+不合理推断,以作抛砖引玉~

下文分析及图片含文本不代表下述提及车型的最终量产状态,也不代表下述提及车型的普遍或偶然的任何情况,仅做简单的分析和讨论。

图片

大电流部分

与目前多数重卡不同,目前Semi还是沿用Tesla 乘用车策略,集成+模块化,跳过了传统能源电动化的过渡设计,这一点在Volvo与Benz新一代平台纯电重卡中也有所体现:

● 电池模块化,根据不同配置新增与减少电池数量;

● Semi由目前多数产品电池放置底盘外延改至底盘框架内外,增加带电量,但当电池重量占整车一定比例后对续航及运营效率不会正导向;

● 由以上,模块化整体高压回路设计,取消惯用串联电池包正负极设计或单独电池包对控制单元回路设计。

2.pngSemi电池包概要

3.pngSemi高压大电流系统概要

细节上,Semi有一些区别(主要对比Volvo VNR,Benz eActros附图大家自行查看):

● 集成多数组件,线束总成保留电池至控制单元,控制单元至驱动单元,控制单元至辅助单元至用电单元三部分模块,相较传统布置减少三相动力接口线束总成,充电口线束总成等;

● 电池至控制单元沿用乘用车设计铝管进线,可以参照前文专利:Tesla—充电母线专利,相较Volvo VNR采用两芯接插件+线缆接入控制单元;

● 电驱部分插件使用上Semi沿用两芯把手塑料插件,顶平面布置,尾部出线同步固定,Volvo VNR电驱单元底部管接头+过孔插件水平布置;

● 包覆材料上,目前版本Semi较多选用波纹管(线缆)+编制网管(铝管),Volvo VNR较多选用胶布+波纹管(电缆),此处不同存在布置差异。

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Semi电池及附件实物

5.pngSemi电驱接插件及附件实物

6.pngVolvo VNR整车布置概览

7.pngVolvo VNR整车外观

8.pngVolvo VNR电池包端接插件及附件

9.pngVolvo VNR控制单元端接插件

10.pngeActros整车布置概览

11.pngeActros实车

12.pngeActros电池包端接插件及附件

13.pngeActros电驱接插件及附件实物

整体布局上,得益于沿用乘用车集成化的设计,Semi相较竞品高压线束总成与接插件的用量减少,随之成本降低,其中:

● 管接头替代为铝管直插件,综合成本低于传统接插件同时稳定性较高,零部件与整车装配模块化实现较为方便;

● 电驱单元使用塑料把手接插件,展现接插件较好的抗振能力与较好的布置水平。

图片

充电部分

相较目前常规方案,Semi由于大电量带来的充电需求,匹配增大的持续电流带来的挑战:

● 充电过程中大量热量需要排出,需在回路中提供有效散热;

● 过长的线缆带来的电阻不可忽略,需缩短整个充电回路;

● 过大电流需要导流体截面增加,成本与固定难度上升,需进行集成或减少车端充电回路路径长度。

为降低车辆充电+运行过程中的不确定性,Semi选择枪端浸没冷却+车端充配单元集成,设计思路落地后的状态:

● 枪端线缆直径相较目前500kW方案未有明显增加,反而拥有了更好的持握感,也解决前一代重心略靠前的Bug;

● 枪端线缆尾部与外被包裹连接采用新工艺设计,降低前款线缆外护套重复受力脱落风险;

● 充电接口与配电路径最小化,共享控制单元良好的散热条件与充电总成的成本优化;

● 接口采用片式端子,根据实际插合深度看整体长度还有尺寸优化的空间?小伙伴们觉得呢~

14.pngSemi冷却回路概要

15.pngSemi充电整体

16.pngSemi充电接口细节

17.pngSemi充电枪头端子细节

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Semi充电连接细节

19.pngV4与友商

图片

碎碎念

目前Semi还有很多未公开数据,后面会逐步公开,到时候再全面总结一下~

文章结束前我们简单看一个失效模式:线缆护套滑移出现安全风险。

这个模式在非液冷枪+多芯线接插件即存在,枪尾部线缆护套无法限位导致枪线护套滑出,裸露内部线材,风险系数偏高。

为此各家在整车布置及接插件设计上都有了解决方案,但到了液冷枪时代,随着枪线长一步步缩短叠加枪体工况复杂+尾部局部弯曲,枪线老化后此失效模式死灰复燃。

目前多数方案倾向于尾部整体塑封,或选择设计应力环以增加线缆固持力,小伙伴们觉得如何呢~

20.png

Tesla枪线滑移与”补救”

十分不推荐,如有类似情况,联系对应品牌客服处置~

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