Model Y热泵系统中的WoW时刻

Model 3的supperbottle曾经让我们对特斯拉的创新和美感惊叫不止,但就是这么一个有创新冲击力的产品,在Model Y中被淘汰了,取代它的是一个叫做Octovalve的小家伙,它看起来其貌不扬:

那么,它到底有什么特别之处?在理解Octovalve之前,我们先试图来了解下特斯拉为何这么做。

通常,电动汽车中有不同的地方需要进行冷却或加热,比如电池系统、电机电控、功率电子(整车VCU)、乘员舱等,你可以把这些热管理看作是一个大的HVAC(Heating,Ventilaion,and Air Conditioning)。

一般的车企做法是采用不同的回路来对不同的位置进行冷却(或加热),比如Chevy Bolt EV,它分有三个单独的循环路径来对电池、乘员舱和电子电器进行冷却。Model S基本也是这个思路,你可以把它想成是“分布式的冷却”。

到了Model 3由于supperbottle的出现,使得特斯拉能够将这些单独的液体回路整合到一个零部件内来完成控制,是一种功能和结构的集成,你可以把它看作是“集中式的冷却”,如上图所示的对比。

集中式的冷却,就需要一个类似“中央控制器”的东西,能够对这些冷却液进行存储、控制流向,控制流速,控制温度,supperbottle就是应此诞生的。它的具体构成如下图。

到了Model Y,由于引入了热泵系统,supperbottle的控制能力明显不足了,因为你需要能够实现同一系统进行正向工作(空调作用),又能够进行逆向工作(热泵作用)。特斯拉需要有一个东西,能够继续整合这种功能,这就是Model Y的”Supperbottle”-Octovalve,这个词由Octpus/八爪鱼+Valve/阀合成,大概喻意它有8个通道。如下所示,它的标识是一个八爪章鱼头顶着雪花。

这样,Model 3用supperbottle集成了所有的冷却回路,Model Y则更进一步,集成了所有的冷却和制热回路。Octovalve正是特斯拉预埋在Model Y中的一个彩蛋,Model Y的一个令人WoW的时刻!

Octovalve包含一个四位电动步进电动机,其作用是将基于乙二醇的液体冷却剂分配给整车车中的各个部件,无论是电动机,电池,电力电子设备还是其他需要热调节的系统。它安装在一个塑料的液体汇流板上,你从外侧是看不到的,这个汇流板如下:

汇流板其上也有8个矩形槽,对应Octovalve的8个矩形槽,按照Munro的说法,这个板共有11个部分构成,共有21个端口。

汇流板的正面如上所示,与它对应的是一个铝合金锻造而成的制冷剂分配板,你可以简单地理解,正是汇流板与制冷剂分配板这两个板子合在一起,才完成了整个Model Y的冷、暖回路所需要的一切调度。

上面的这个图显示的是制冷剂分配板的正面,与汇流板配合面如下所示:

二者的装配关系,如下:

这二者合成后,就可以集成其他的热泵系统元器件,所有的元器件的工作都建立在这个合成体之上,最终形成了Model Y的热泵系统,如下所示,这个图看起来就很熟悉了。Model Y能够把热泵做到一个手提箱大小,也得益于这个Octovalve。

回到整车上看这个热泵系统,如下图,Octovalve、汇流板、制冷剂分配板恰好被冷凝器那一块遮挡了,制冷剂分配板上的气液分离器看得很清晰,它是通过搅拌摩擦焊与分配板固定在一起的。

Octovalve旁边是两个水泵,从下图可以较清晰地看到,这二者负责整个冷却液在管路中的流动。

那么,这个Octovalve或者是汇流板、分配板设计的思路是什么呢?马斯克在推特上有对这项技术进行阐述,它们大体上是借鉴了电子行业中的PCB板设计理念,回看上面Octovalve或者是汇流板的平面,WoW确实如此。

我们知道电子行业的特点是集成度越来越高,体积越来越小,工艺需求越来越精密,这恰好也正是特斯拉在做很多事情的一个趋势。单独地看每一个技术,它们没有什么新鲜感,也并非什么革新性的发明,但把这些东西放在一起,质变就出来了。

这种跨行业技术应用的理念也不是特斯拉的独创,每天在各行各领域都在上演,特斯拉能做得到,我们的车企也一样可以做得到,那么卡在哪里了呢?


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