拆解報告:特斯拉Model Y USB-C快充模塊
近年來國家鼓勵大眾購買新能源汽車,並推出了相應的補貼、免受限號政策,再加上新能源汽車使用成本更低,用電模式下汽車靜謐性、舒適性也更優,越來越多的人開始接受這類新型汽車。
由於電是這類汽車的根本,因此其係統也十分智能化。以Tesla特斯拉的Model Y為例,配有超大觸控顯示屏,將所有車輛功能集中顯示,還支持語音交互、遊戲等豐富功能。此外還配備USB接口,車主插線/U盤即可實現快速充電以及數據傳輸,十分方便。
正如特斯拉官網相關信息介紹那樣,Model Y車內前後各設有兩個USB-C口,前排兩個C口設在扶手箱內。
後排兩個USB-口特寫,接口特寫圖片均為充電頭網的特斯拉Model Y車內實拍。
但充電頭網了解到,在全球缺芯大背景下,特斯拉Model 3/Y這類純電動汽車受影響尤為突出,2021年11月6日以後在“缺芯”情況下生產的Model 3/Y,前後排USB-C接口的數據功能砍掉了,只保留了供電功能。
近期充電頭網已經拿到了“缺芯”情況下生產的特斯拉Model Y車內USB-C快充模塊,下面一起來看看。
一、開箱體驗
模塊採用綠色PCB板子設計,屏蔽罩格外顯眼。
通過對比兩個C口的間距便可發現,該模塊便是特斯拉Model Y前排手扶箱內內置的快充模塊。
首先測得PCB板最大長度為76.86mm。
寬度為59.93mm。
厚度為8.8mm。
重量約為28g。
另外在模擬DC 24V環境下,使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持PD3.0快充協議。
並且具備5V3A、9V3A、12V3A三組固定電壓檔位,支持最大36W PD快充輸出。
測得另一個C口同樣只支持PD3.0快充協議。
此外同樣具備5V3A、9V3A、12V3A三組固定電壓檔位。即兩個C口支持功率盲插,使用方便。
測試雙口同時輸出時的PDO,其中一個表顯示支持5V3A、9V3A檔位,另一個表沒有顯示,可見還是遵循了常見的雙口輸出降壓策略。
給蘋果iPhone 13 Pro Max充電,使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得功率為8.86V 2.94A 26W。
給蘋果iPad充電,測得充電功率為11.94V 2.65A 31.63W。
給蘋果MacBook充電,測得充電功率為11.87V 2.21A 26.23W。
二、拆解解析
通過接線測試發現,兩個C口均只支持PD3.0快充協議,具備5V3A、9V3A、12V3A三組電壓檔位,能很好兼容蘋果的iPhone、iPad以及MacBook等支持PD快充協議的設備。
下面接著來看板子上的具體電路設計,帶大家了解下砍掉數據功能的Model Y前排快充模塊實際情況是怎麼樣的。
PCB板正面一覽,最明顯的就是中心預留有數據傳輸電路焊盤但都沒有焊接任何器件,兩個USB-C母座旁都有一顆六腳ESD芯片,最下方有濾波電感和控制供電的MOS管。
空焊盤用於USB數據傳輸,其中中間芯片空位負責兩個USB-C口的數據傳輸,左下角的芯片空位用於無線連接功能,對應到USB接口的器件也沒有出料。
邊緣還印有Tesla品牌logo。
板子背面一覽,降壓電路覆蓋屏蔽罩,左上角貼有泡棉。
屏蔽罩內部是車充模塊的降壓電路。
兩顆KEMET車規級耐高溫聚合物鉭電容,用於輸入濾波,規格為33μF 35V,通過AEC-Q200認證。
MPS MPQ4272 雙路同步降壓轉換器,用於模塊兩個C口降壓輸出。MPQ4272支持最大36V輸入電壓和每路輸出高達3A的負載電流,可以實現60W雙輸出電源解決方案。此外提供遙測功能,用於電壓、電流和溫度監測,具有高效、低功耗、溫升低等特點。
屏蔽罩區域內還有兩顆4R7降壓電感,配合MPS MPQ4272進行雙路降壓。
另一顆4R7降壓電感特寫。
採用兩顆MPS MPQ5031 協議芯片分別控制兩個C口輸出電壓,這是一款PD控制器,可以支持QC3.0/PD3.0/BC1.2/Apple divider等充電協議,內置VBUS開關管,支持NTC熱敏電阻監測溫度。
另一顆MPS MPQ5031協議芯片特寫。
絲印4401的MOS管。
2R2濾波電感特寫。
另一面還有一顆2R2濾波電感。
接口旁的六腳ESD芯片特寫,用於USB數據引腳靜電保護。
另一顆六腳芯片特寫。
USB-C母座特寫,過孔焊接固定。
另一個母座特寫,金屬外殼上有L1306字樣。
全部拆解完畢。
充電頭網總結
作為特斯拉電動汽車的前裝車充,這款車充用料相當不錯。輸入端採用KEMET車規級高壓聚合物電容搭配多顆1210和1206封裝的MLCC濾波,並使用全套MPS的車規級芯片進行降壓和協議控制。
MPQ4272作為雙路獨立的同步降壓轉換器,搭配兩顆MPQ5031進行獨立的接口控制,實現雙口獨立輸出,支持最大36W PD快充,可盲插使用,十分方便。
此次疫情不僅威脅大眾的生命安全,還影響了各行各業的生產活動,即便是特斯拉也無法避免,現在的Model 3/Y汽車自帶的USB-C模塊已經沒法像以前一樣同時擁有快充和數據傳輸功能了,確實略有遺憾。
不過也有些車企為吸引消費者,推出先行交付車輛,後續有貨支持召回加裝策略,因此有剛需的小伙伴在購車時可以多對比看看。