在开始分析结构化电池之前,我们先了解什么是传统动力电池包。
目前,电动汽车都是采用将电芯或者模组封装成电池包,然后嵌入到车身内的设计,电池包与车身是分别独立的组件,如下图所示。
传统动力电池包具有两个特点:
1)与车身分离
传统动力电池包与汽车车身分离,作为一个单独模组,通过螺栓等紧固方式组装在汽车车身上。
2)不能作为车身结构件
传统动力电池包本身强度有限,仅限于为电池提供保护,无法承受额外较大载荷、以及作为一个受力结构件使用(例如成为汽车车身的一部分,承受冲击和扭曲载荷)。
所以,当我们把传统动力电池包组装在汽车车身上时,这不但会增加紧固工序,还需要额外增加结构件补强,以保证整个车身的结构强度满足要求。
这样的后果就是零部件数量多,制造复杂,占用空间大,成本高,电动车的续航里程也会相应的受到影响。
1.2 结构化电池
1.3 结构化电池和一体式车身
新结构拥有很高的结构强度和刚度,马斯克说采用这样结构的敞篷车可以拥有比非敞篷硬顶车更好的刚性,并且在电芯布置得更为集中之后还降低了车辆的转动惯量,更有利于操控和转向响应。
三者结合实现了 10% 的轻量化,14% 的续航提升潜力以及非常难得的一点——减少了 370 个车身零部件。
马斯克谈及结构化电池时,他表示这种灵感源于飞机油箱。
“没必要往盒子里再装一个盒子”
早期的飞机是在机翼之中放一个油箱,这种设计对于空间其实并没有利用到极致,在后来的发展中飞机的机翼直接集成了油箱设计,机翼即油箱。
“将机翼作为油箱,而不是将油箱建在机翼内”,受到飞机领域这一创新的启发,特斯拉决定制造出一个能够作为车身结构的电池包,该电池包能够将车身底部前后的部件都连接起来。
或者换句话说就是,车身底盘即电池,将底盘做成一个可以容纳电池的部件。
那么,从特斯拉的灵感来源,我们又得到什么创新的启示呢?
这个启示就是:
产品结构设计的技术在不同行业存在发展不平衡,有的行业比较领先,有的行业比较落后。
当我们想要创新时,我们需要具备跨行业思维,借鉴其它行业的先进经验和现成结构,站在巨人的肩膀上,快速高效地创新。
跨行业思维非常适用于以下三种情形:
当我们处于一个行业的领先者地位时,没有同行业公司可以对标和学习时,我们可以对标其它行业的领先者;
当我们在一个行业内寻找解决方案时,黔驴技穷,无法取得满意的创新思路,那么我们可以看看其它行业,是否有类似解决方案;
当我们处在一个新兴行业时,毫无疑问,我们必须向其它行业学习。
我为什么如此推崇跨行业思维?
这是因为过去十几年培训和咨询的关系,我常常面对各行各业的客户,他们经常会向我咨询困扰已经的疑难杂症。
这些问题如何解决?
仅仅靠本行业内的知识和经验基本上难以解决,否则企业早已经解决。
我往往是利用我在多个行业的经验,进行跨行业思维,从而找到解决思路和方案。
因此,跨行业思维绝对是解决行业疑难杂症的利器。
例如,以新能源汽车作为一个系统,轮胎、方向盘、动力电池包等是汽车的子系统;交通系统就是汽车的一个超系统,因为每辆汽车都是整个交通系统的一个组成部分。当然,气候、车 库等也是汽车的超系统。
而如果以动力电池包为一个系统,电芯、上盖、下盖和液冷管等是动力电池包的子系统,而汽车车身则是超系统。
使系统和超系统的资源结合
让系统的某子系统容纳到超系统中
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来源:降本设计