特斯拉Model S Plaid的12V配電系統(tǒng)

Ingineerix大神繼續(xù)在對這款電池和配電盒進行拆解，這里不僅是12V鋰電的板子（這個設計其實很早期就有了），配合新設計的配電盒挺有意思的。

我覺得需要從整個源頭的設計開始探討，再把12V鋰電池和12V配電盒拆解，分別做一下解析，這是一個很有意思的事情。

▲圖1.特斯拉Model S Plaid的12V系統(tǒng)配置

Part 1 12V鋰電的設計

特斯拉在上一代Model S/Model X 中使用的是 12 V&33 Ah（能量位0.4kWh）鉛酸AGM電池，重量是12公斤，使用周期約為 2-4 年。

新的12V鋰離子電池從總體來看更小、更輕（僅1.8公斤），能量只有99 Wh，電壓位14.8V容量為6.9 Ah的容量。這顆新的12V電池，使用小型三元鋰電池組，支持寬溫度范圍和長壽命而設計，由寧德時代提供（包括 4個方殼NMC 3.7V 電芯），在電池的課題里面包含了BMS和對外的LIN總線連接。

▲圖2.特斯拉的前后兩個版本的12V電池

我本人看得到這個設計的第一反應是，虧電怎么辦?這在所有的電動汽車里面，都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

在特斯拉的應急手冊里面，有一個使用外部電源的方法，設計有點奇怪——在前臉開了一個洞，把蓋子拉開以后，就能把12V電源正和12V電源負拉出來，然后外接12V的電池就可以把外部電源注入；但是比較有意思，請大家注意看一下。

▲圖3.特斯拉處理Model S Plaid低電量的狀態(tài)

▲圖4.寧德時代給特斯拉Model S Plaid的電池設計

Part 2 具體的細節(jié)設計方面

這款控制板的設計，主要是基于NXP的MM9Z1 638來做的，MM9Z1 638是一個全面集成的電池監(jiān)控器件，可通過一個外部分流電阻進行精確電流測量，使用內部校準電阻分頻器或外部分頻器提供4路電壓測量，其包括一個內部溫度傳感器，可貼緊電池并測量電池溫度，外加4個外部溫度傳感器輸入。MM9Z1 638包括LIN2.2協(xié)議和物理接口和一個MSCAN協(xié)議控制器，可通過外接一個CAN接口芯片與汽車總線連接。 

▲圖5.控制電路板的正面

▲圖6.主芯片的解決方案

▲圖7.控制電路板的反面

從電池的模組工藝來看，這里做的很簡潔，但是使用了傳統(tǒng)的焊接方式和線纜設計，然后用點膠進行封裝。

4個電芯之間通過匯流排連接，包含4路電壓采樣（藍、綠、紅和黃四根）、2個溫度采樣（白色）和3根接地線（黑色線分三根）。12V地線和輸出極都采用了9個點的激光焊接。

▲圖8.電池模組的情況

▲圖9.12V配電系統(tǒng)設計

小結

我們接下來重點對比12V配電盒的設計變遷，這個是很有意思很有技術含量的東西，我覺得深深為這些東西著迷，特別是把所有的12V繼電器干掉替換成MOSFET以后，這項變革被認為非常非常成功！