文：電馳科研（137電車工坊）技術總監／羅玉林
特斯拉 Cybertruck 是一款具備未來感設計的純電皮卡，採用不鏽鋼外殼設計、搭配防彈玻璃，具極高強度。最高約 580公里續航力、強大拖曳力 4,990 公斤以及 18.5 吋大螢幕的極簡內裝，提供單馬達後驅、雙馬達四驅與三馬達版本，如圖1－2所示。
相比 Model S Plaid 的三台馬達都是永磁馬達而言，Cybertruck 電驅的佈局是前一個永磁同步馬達系統，後兩個非同步馬達系統，兩個後電驅系統是mirror對稱的。特斯拉最早用的是非同步馬達，後來轉為永磁同步馬達，然後在Model Y上用上了永磁同步+非同步馬達，這樣的配置是為高速行駛時的保持高效率。因為非同步馬達可以不考慮反電動勢，隨時可停止工作，讓前面的永磁同步馬達單獨出力，保持在它的高效區。另外後驅馬達若出現故障時，整車也能儘量保持正常行駛，提高了安全性。和ModelY的非同步馬達相比，在轉子上加入了凹槽，這個對於噪音優化應該有幫助。在永磁馬達的轉子上繼續採用了斜槽設計，但是磁鐵並沒有像之前採用分段的。這應該還是為了降本考慮，兩種馬達線圏都繼續用了hairpin的形式。
特斯拉 Cybertruck最特殊的設計是電池包用了 800V高壓架構，還在全球首發了 48V低壓系統，它的低壓電池是用48V鋰電池。
其實這不是簡單的改個電壓而已，主要是直接對整車電氣架構重新製作，等於把所有供應鏈、設計邏輯、成本模型全推翻重來。其它廠牌技術上即使能做，也未必敢在量產車上冒這個險。當然他的低壓系統還是延用了傳統的12V，將48V稱為中壓系統，12V為低壓系統，如圖3所示。
傳統電池400V電壓平臺有個缺點就是電流大，損耗高，採用800V架構就能解決這個問題。可讓電流減半，線束更細，體積重量減小，損耗更低。特斯拉的800V電驅在總體上還是沿用了很多400V的設計，提高了複用率，利於降低成本。
全球量產的汽車都是用12V電壓，特斯拉硬是改成了48V，其優勢非常明顯，可讓線束更細，整車減重 30%以上，電流小，發熱少，散熱需求降低，為未來高算力晶片和更大功率電氣設備鋪路。但要克服的問題有EMC（電磁相容）、零部件重構、整車安全認證，全要重來一遍，成本和風險都很大。
在電池包設計方面，Cybertruck集成了大容量4680電池包，能量密度顯著提高。與Model Y的4680電池版本相比，Cybertruck的電池包採用了新的冷卻板設計，並實現了更高的效率。總共約1344顆4680電芯，不僅滿足了123kWh的能量需求，還利用高鎳正極與碳化矽負極材料，展現了特斯拉在電池技術上的創新與突破，如圖4所示。
此外，Cybertruck的電池包整體設計增強了結構強度，並採用了排氣閥的複合保護措施，在發生溫控異常時，可以高效排出有害氣體，確保用戶和電池的絕對安全。
特斯拉 Cybertruck電池包與Model Y類似，都是電池與閣樓集成在一起，但最大的不同是拆電池包蓋的方式，Model Y是拆上蓋，Cybertruck是拆下蓋的底板，所以看到的是電池的底面而不是正面。兩者各有優缺點：Model Y拆上蓋時必需先拆掉閣樓才能打開上蓋，Cybertruck在拆下蓋前整個電池包必須翻面，如圖5－7所示。
Cybertruck電池包拆開後可以清楚的看到特斯拉這次使用的是綠色的發泡膠，整個電池包都均分成了4個模組。泡沫下面是橙色的電源保護蓋，這樣的包裹結構可以降低操作人員的觸電風險，如圖8所示。
在4個模組之間添加了更大尺寸的冷卻板，為了防止緊挨大塊冷卻板左右的電芯溫度變化而導致電池整體溫差上升，大塊冷卻板中安裝了限流器來平衡冷卻液的流量，從而達到溫度均衡的目的。這種情況在電池包熱管理設計中比較常見，當有多條冷卻路徑時，為了平衡這些管路中的流量，通常需要使用限流器和流量監控器，保證所有管路流量平均。
Cybertruck電池包有4個相同的模組，一顆4680電芯容量為23Ah，一個模組是7P48S，因此每個模組有487=336顆電芯，整個電池包有大約3364=1344顆4680電芯，多於4680版Model Y的828顆，因為Cybertrcuk能量為123kWh即123度電，比Model Y的66kWh高出86%。由於所有電芯被泡沫緊緊粘在一起，維修和替換單個區域的可能性為零。但其實在電氣管理層面，還是分模組的，電池管理系統會收集4個模組的資料然後作出判斷，從而平衡各模組的電壓，保證電池包的電熱安全。
Cybertruck的電池是cell to body結構，電池包是將電池上蓋和車身底盤共用一個蓋板，採用衝壓成型替代傳統的壓鑄方式，效率更高，成本更低。而且其全車很多鈑金均採用了特斯拉的無塗層技術，這個可以一方面可以在滿足防腐蝕的前提下，還能降低製造工時，降低成本，如圖9所示。
Cybertruck電池包直接將電芯粘成一個整體的做法，可以加強電池包的整體機械強度。為了在發生熱失控時保護乘客艙，特斯拉將電芯倒置，這樣熱失控的電芯可以向下排出高溫氣體及化學物質，電池包的下殼體有四個長方形中間有圓孔的橙色塑膠結構，這是特斯拉設計的排氣閥。排氣閥的外側有一個Goretex風格的排氣口，是一種防潮膜，保證電池在不同海拔使用時內部的壓力平衡，並將電池包內的濕度控制在合理範圍內。電池外殼體和電池主體邊粱之間縱向的空間也為排氣製造了便利通道，它的另一個功能是作為側面碰撞的緩衝區，如圖10－11所示。
Cybertruck電池包的電池底板在汽車行駛過程中面對著路面，而在底板的上方，4個區域之間的縱梁做了加高處理，為電池本體和底板提供了25mm左右的緩衝區，這樣做是為了降低越野過程中樹枝和石頭對電池的撞擊損傷。
Cybertruck電池包底部洩洪閥的設計，當水位高於這個口時，洩洪閥內部的軟木塞圓片會吸水膨脹，將頂部頂開，從而將水排出。這樣的設計也為越野工況提供了便利，駕駛者不必擔心電池泡水的安全問題，如圖12所示。
Cybertruck採用了800V電池平臺，電芯為4680大圓柱電池，電池設計方案是 4 x 200V 串聯單元，內部的開關允許在並聯和串聯之間切換，這樣可以使在 400V 和 800V 下進行最佳充電，也可以應對當下充電樁電壓問題，畢竟不是所有的充電樁都可以支援800V充電的，如圖13所示。
目前看採用「雙400V」的車是目前的一種流行方案， Cybertruck相比其他電動車，採用了一個集成的雙向開關來控制400/800V間無縫切換，確保了靈活性和相容性。而有趣的是，這輛電動皮卡還計畫實現無線充電，將極大提升用戶的便利性。減少了很多接觸器的應用，但是profuse 保護依然還是有的。
在電池的前側位置有非常多的橙色高壓連接器，這些高壓線束包括到壓縮機、前後驅供電等，這個地方在右側有2個小的連接器，這是2個無線充電感應連接器，這就意味著Cybertruck是可以實現延展無線充電功能，如圖14－15所示。
打開閣樓的上蓋，可以看見其內部的結構設計，這與Model Y的設計差不多，電池的高壓控制單元都在這邊，左側為快慢充電輸入控制，上半部分金屬盒是PCS，下側黑色的控制盒是HVC與BMS，其它元件是主正接觸器、主負接觸器、快充接觸器、保險、煙火保險絲、分流器等，只是Cybertruck的800V電池可串並聯切換，切換成並聯時為兩個400V的電池，所以需煙火保險絲與分流器各兩組。
在電池包上部還有一個特斯拉專利的“扁線”的連接線束，從48V控制器沿著車身底盤一路到電池包，這也是特拉斯之前的專利連接技術，如圖16－20所示。
特斯拉 Cybertruck的前艙部分打開來看與Model Y類似，只有小電池由12V轉換成48V，內部的熱泵也與Model Y的差不多，只是多了一個熱泵控制模組，單獨控制熱泵，壓縮機由橫式改成直列式的，如圖21所示。
特斯拉 Cybertruck的車身控制器由Model Y的前、左、右車身控制器，變成左、右、後車身控制器，它的最特別處是每個控制器都是雙面的，一面在車艙內，一面在車艙外，採用就近控制模式，如圖22－27所示。
綜上所述，特斯拉 Cybertruck與Model Y相比照有許多增加的亮點，全車用電分為800V高壓系統、48V中壓系統與12V為低壓系統。特斯拉另ㄧ聰明的地方在於：電池依然保持雙400V模組並聯，上電需要時直接切換成800V架構。這樣既相容現有400V超充樁，又能吃到800V的效率紅利。Cybertruck在拆電池包蓋的方式非常特別，它不像別的車種是拆上蓋，而是拆下蓋，這在日後修理電池及拆電池的工法上有很大的不同。
特斯拉 Cybertruck的車身控制器變成左、右、後車身控制器，特別處是每個控制器都是雙面的，所以它的左、右車身控制器的反面就是前車身控制器，左邊的控制前艙左邊的各部件，右邊的控制前艙右邊的各部件，如此不但實現近控制模式，還可減少控制器的數量。
因特斯拉 Cybertruck的實車我還沒看到，當然也還沒機會將車拆解仔細研究，我只是參考電路圖與維修手冊的圖片先做個粗略的介紹，至於細節部份需待廠內有實車要修時，才有機會拆解來研究。
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