特斯拉昨天在德国的柏林工厂举办了一场参观活动，首次对外展示了 Model Y 的技术细节及生产过程，其中包括 4680 structure battery（CTC），前后端铸造件，电机电控，以及自动驾驶等，这里我们重点探讨下 4680 structure battery 一些具体设计以及它在整车上的装配。

1、4680 structure battery 的 9 个设计

首先，结合下面这个半剖图，我们先梳理下电池包内部6点设计，分别是：

• 电芯放置、蛇形管布置、电芯侧挡板、Penthouse、busbar 与电压采样；

然后再看下另外3处：

• 热失控防护、上盖集成体、下箱体的结构方案。

（1）4680 电芯正极朝上放置，在正极端完成电芯的串并联连接；这与当前 2170 电芯的方案相反，2170 电芯是正极端朝下；

（2）仍然采用单根蛇形管对电芯的侧面进行冷却，每两排电芯之间布置一个，这与 2170 的方案类似；所不同的是蛇形管的走向不同，2170 方案的蛇形冷管是沿行车方向（即车身的轴向），4680 电芯间的蛇形管则是垂直于行车方向，即沿车身宽度方向，这样的设计可以减少蛇形管的长度，从而减少流阻，增加冷却均匀性；

（3）结合之前流传的样包图，这里蛇形管与靠近它的最外侧电芯处应该有塑料的侧挡板设计，蛇形管接口之间通过黑色塑料的集流管连接起来；

（4）Penthouse 从位置和外观来看，改动是不大的，但在内部的电连接上会有调整，结构之前的样包图，整个电池包的正、负输出极在靠近在一侧，有可能是在快充接口这一边；

（5）结合上图和下面的细节展示，可以看到在 4680 中第一个较为大的变化：这里特斯拉舍去了“铝丝”的电芯连接方案，转而采用“铝片”busbar 的连接方式，这应该与单个电芯需要承受更大的电流有关，铝丝已经没法满足电流的要求了。另一个有趣的变化在于，特斯拉有可能取消了用于电压采样的 FPC，直接利用 busbar 引脚到电池管理系统从控 CSC 上。由于主控 BMS 布置在后端的 Penthouse中，推测这些CSC是布置在电池箱体后端一排电芯上。

（6）我们再通过下面这个细节图，来探讨下电芯在箱体中的固定，图示来看，应该是某种胶，将电芯与电芯、电芯与下箱体、电芯（含汇流排）与上盖组件都粘连在一起，让这三者形成一体。这种胶应该具体备两种突出的特性：（1）粘结强度；（2）阻燃特性。这两点可以从 Musk 之前的采访中得到：

But by essentially bonding the cells in there and where the bonding foam serves as   both an adhesive and fire retardant.

有两处不太理解：（1）从剖视图看，胶填充了电芯与下箱体侧边的空间，这用量不是一般的大，是否如此？我们知道这种工程展示产品在一些细节上与量产产品会有些差异；（2）上盖集成体是否与下方的电芯（及汇流排等）粘接在一起，这在工艺上还挺不容易的，考虑到后面 penthouse 的部分。

无论如何，特斯拉通过胶粘剂将电芯与上、下壳体构建成了一个蜂窝状结构，这使得整个电池系统具有很强的结构特性，在强度、刚度和抗扭、抗剪切力方面。

（7）热失控防护：除了上面提到的胶粘剂本身具有阻燃作用外，4680 structure battery 在热失控泄爆上应该是综合了 Model S/X 和 Model 3/Y 上的方案，如下所示，电池包的一侧有8个橘黄色的阀，这个与 Model S/X/3/Y 中的伞阀类似，但体积更大，推测是主要的泄爆通道；

在四个角又布置有1个黑色+一个白色的结构，这个与 Model 3/Y 的 flood port 类似（在之前的特斯拉报告中有单独分析，即防冷凝水和热失控的，位于penthouse内；最初采用的是白色件，后面新增了黑色件，二者功能相同，但设计有差异，其中黑色的设计与专利更一致）。这里注意的是，展示的这个样件，另一侧橘黄色的伞阀数量较少，正常来说，这个设计应该是对称的，即也是8个。

（8）上盖集成体的设计，在我看来，上盖集成体（原电池包上盖+原车身地板）是整个 structure battery 中最难的一个结构创新。结合上下图来看，上盖应该是一个拼接件，共有 5 个，前排座椅的承载结构所在箱盖应该有加强设计，即座椅承载件与上盖之间还有一层结构件。这里座椅承载件横向布置，也是对整车横向碰撞的一个加强。

（9）下箱体设计，从上面的3张图来看，下箱体的底部有不少的底护板，不知道它具体的防护位置，这里另一个技术难点我们还看不到它的解决方案，即整个 structure battery 在与车身装配时，它的密封是如何实现的。

2、structure battery 与车身的装配

特斯拉的这个 CTC（structure battery）属于承载式车身技术路线，即它是电池框架与车身下车体（门槛梁、纵梁、横梁、地板等）集成。所以，在装配时应该在上方整个车身完成装配（主要是车身+前铸件+后铸件，如下图）后，再将structure battery 与车身完成连接。

3、小结

特斯拉的每一次技术展示都给人一种酣畅淋漓的激动，令人惊叹它工程技术的不可思议。随着 4680 structure battery 更多细节的披露，以及搭载该技术的量产车型上市，将再一次加速行业内的变革。其中最明显的应该是朝向 CTC 迈进的一种“多功能设计”思路，到现在这种集成是非常明显了。

国内企业在 CTC 这块都在暗地里使力，相信很快将会有基于方形电芯的CTC量产方案出现！