特斯拉Model S Plaid的12V配电系统

Ingineerix大神继续在对这款电池和配电盒进行拆解，这里不仅是12V锂电的板子（这个设计其实很早期就有了），配合新设计的配电盒挺有意思的。

我觉得需要从整个源头的设计开始探讨，再把12V锂电池和12V配电盒拆解，分别做一下解析，这是一个很有意思的事情。

▲图1.特斯拉Model S Plaid的12V系统配置

Part 1 12V锂电的设计

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）铅酸AGM电池，重量是12公斤，使用周期约为 2-4 年。

新的12V锂离子电池从总体来看更小、更轻（仅1.8公斤），能量只有99 Wh，电压位14.8V容量为6.9 Ah的容量。这颗新的12V电池，使用小型三元锂电池组，支持宽温度范围和长寿命而设计，由宁德时代提供（包括 4个方壳NMC 3.7V 电芯），在电池的课题里面包含了BMS和对外的LIN总线连接。

▲图2.特斯拉的前后两个版本的12V电池

我本人看得到这个设计的第一反应是，亏电怎么办?这在所有的电动汽车里面，都是一个巨大的挑战。

在特斯拉的应急手册里面，有一个使用外部电源的方法，设计有点奇怪——在前脸开了一个洞，把盖子拉开以后，就能把12V电源正和12V电源负拉出来，然后外接12V的电池就可以把外部电源注入；但是比较有意思，请大家注意看一下。

▲图3.特斯拉处理Model S Plaid低电量的状态

▲图4.宁德时代给特斯拉Model S Plaid的电池设计

Part 2 具体的细节设计方面

这款控制板的设计，主要是基于NXP的MM9Z1 638来做的，MM9Z1 638是一个全面集成的电池监控器件，可通过一个外部分流电阻进行精确电流测量，使用内部校准电阻分频器或外部分频器提供4路电压测量，其包括一个内部温度传感器，可贴紧电池并测量电池温度，外加4个外部温度传感器输入。MM9Z1 638包括LIN2.2协议和物理接口和一个MSCAN协议控制器，可通过外接一个CAN接口芯片与汽车总线连接。 

▲图5.控制电路板的正面

▲图6.主芯片的解决方案

▲图7.控制电路板的反面

从电池的模组工艺来看，这里做的很简洁，但是使用了传统的焊接方式和线缆设计，然后用点胶进行封装。

4个电芯之间通过汇流排连接，包含4路电压采样（蓝、绿、红和黄四根）、2个温度采样（白色）和3根接地线（黑色线分三根）。12V地线和输出极都采用了9个点的激光焊接。

▲图8.电池模组的情况

▲图9.12V配电系统设计

小结

我们接下来重点对比12V配电盒的设计变迁，这个是很有意思很有技术含量的东西，我觉得深深为这些东西着迷，特别是把所有的12V继电器干掉替换成MOSFET以后，这项变革被认为非常非常成功！