电池|4680技术成熟度和良品率分析

电池|4680技术成熟度和良品率分析

文章图片

电池|4680技术成熟度和良品率分析

文章图片


随着特斯拉电话会议结束 , 透露出的信息是 , 4680电池车型量产提前到Q1量产 , 这个是很出人意料的 。 网上更有泄露4680试制线的数据出来 , 也让我们对当前这款重量级的产品有了更多的期待 。
从规模来看 , Fremont工厂1月22号每天的产线统计生产量为6249个电芯 , 电芯生产的良品率平均达到了92% 。 除了一台特殊的封装线以外 , 多条封装设备(7条产出100个/天 , 6条产出200个/天)产出的良品率在79%- 97% 。


▲图1.试制线的情况汇总?
Part 1
4680的进度
从之前交流的情况来看 , 4680电池应该是在2022年实现大规模量产 , 与之匹配的整车量产下线在2023年开年 。 而当前2022年Q1就开始往外抖包袱 , Elon Musk更是通过Battery Day立下Flag , 对4680的方向是非常坚持的 。
由于大规模量产推迟了很久 , 这使得当前2170和宁德时代铁锂方法 , 整体更新的速度比其他车企要慢一些 。 所以即使在4680电芯的良品率并没有达到预期 , 这个方向也必须在实战中坚持 , 并慢慢提升 。
目前4680 所遇到的问题 , 在网上的数据来看失效帕累托图(Defect Pareto)集中在10个方面:
●Flag Folding in Cathode 1.4% 93例
●Single Wind Cut Position Recovery Cathode 1.2% 86例
●Flag Folding in Anode  0.8% 57例
●Single Wind Manually Commanded by Operator Cathode 0.7% 47例
●Inner Separator Meander 0.6% 43例
●Edge Meander Cathode 0.5% 35例
●Vision flag fold Anode 0.5% 33例
●Single Wind Manually Commanded by Operator Anode 0.4% , 26例
●Outer Separator Meander 0.3% 23例
●Outer Seal Tape Missing 0.3% 20例
目前的进度是 , 随着松下在日本扩建生产线 , 从特斯拉本身的电芯工厂和松下的产量 , 2022年能攒到一批产品 , 为2023年的量拉升做准备 。
Part 2
4680的Pack设计
我觉得最近明确的事情 , 就是这个托盘——由于侧边的防护通过车身一体化考虑 , 整体电池壳体的强度就不需要和之前一样考虑那么多 , 所以采用一体化压铸来加速整包的加工速度 。
备注:之前电池包需要通过很强的挤压实验 , 是由于法规需求驱动的设计变化 , 不确定后续这个电池下托盘能否通过GB的挤压实验 。

▲图2.电池托盘和设计
在当前来看 , 除了我们看到的水冷板以外 , 和之前的1865和2170不一样的地方:4680电池比较大 , 所以散热和热失控保护 , 需要同通过顶部一块巨大的水冷板来进行隔离——这个板子 , 一方面起到隔离的作用 , 一方面也给电芯实现了顶部和侧边双面冷却的效果 。 这里需要通过导热发泡胶进行 。
备注:中间还有汇流和采样 , 通过进一步精简以后 , FPC也进一步简洁设计 。

▲图3.电芯大了散热始终是一个很大的挑战
(从Model S Plaid开始加入一整块水冷板)
顶部水冷板结构有点像之前的汉EV , 完整的水冷板配合发泡胶粘接之后 , 可以在顶部起到整体效果 。 汉EV是类似三明治一样 , 其实4680也有这个效果 。


▲图4.顶部水冷板结构
【电池|4680技术成熟度和良品率分析】解读:随着3C-4C快充的要求深入下去 , 多面冷却确实是个趋势 , 因此4680在散热方面采用顶部和侧面两种方式进行导热 , 再配合无极耳的设计 , 整体的效果应该会比较好 。 而且热失控扩散的效力 , 随着两面冷却的策略 , 也能控制下来 。

相关经验推荐