編者按
把本田的兩代PHEV、BEV的電池系統(tǒng)內(nèi)的熱管理設計單獨拿出來細致的分解??傮w來說,本田的電池系統(tǒng)設計帶著非常強的演進方式,可以把這兩個設計,和后續(xù)本田和通用的BEV3的模組設計來比較,是存在很多設計理念方面迭代和演進的地方。
電池系統(tǒng)參數(shù)的概覽
這兩臺車的模組數(shù)量是比較一致的,Clarity PHEV和Honda BEV的電池參數(shù)如下所示。Honda e BEV是在Clarity PHEV的基礎上把電芯往高能量密度的方向在改進。模組的數(shù)量從17個改為12個,模組的長度按照示意圖來看,是進一步拉長了一些。整個電池報的結(jié)構(gòu)布置,基本是沿用的;在電子電氣方面,把兩個配電盒合并放在電池系統(tǒng)的輸出前方,兩個BMS左右配置的方式也是和之前完全一樣的。
圖1 兩個電池系統(tǒng)的配置對比
備注:目前松下的電芯,猜測可能是50Ah左右的,串數(shù)增加,總電壓在350V左右 如下圖所示,在電池系統(tǒng)內(nèi)模組是橫著放,還是豎著放的設計來看,橫著放的有大眾、通用、福特、豐田、本田、寶馬;豎著放的有特斯拉;橫豎結(jié)合以豎為主的為現(xiàn)代/起亞、奔馳兩家。
電池系統(tǒng)內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)
而內(nèi)部水冷板,Honda e是沿用之前的方案,采用了獨立的水冷板的方式,兩個模組共用一塊長的水冷板(Water Jacket)布置在個模組的底部。和之前不一樣的地方:
1)PHEV:從一頭進另一頭出,從尾部的四塊水冷版接入,然后從頭部的三塊板串行輸出
2)BEV:進出水口設置在冷板的中間,進出水管也布置在中間,這里在之前的做法里面,改進了串聯(lián)的部分,這里可能也涉及到一定的妥協(xié)
備注:目前來看,絕大部分專用的BEV平臺都是考慮把電池托盤和水冷板一體化
圖2 電池系統(tǒng)內(nèi)的冷卻板
這里兩個電池包的寬度也可能有一定的差異,之前PHEV的冷板明顯是一整塊,而BEV的做法是兩塊結(jié)合在一起,和中間的板子結(jié)合在一起,這個TIM是一整塊。
圖3 之前的冷板的設計
兩個系統(tǒng)的流速是有一定的差異的,一個是1.5L/min,差異在0.5K/min;而并聯(lián)后的流速的需求在1.3L/min左右,實際的差額是大于0.5K/min,這里還是7個流道回路和12個流道回路的設計差異。
圖4 兩個冷板設計內(nèi)的冷卻液流速差異
與之前的水冷板相比,由于BEV里面的水冷板需要打個圈,這里采取了口琴管式的18個流道。在這里設計改進還有水冷板的支撐結(jié)構(gòu),之前的電池系統(tǒng)是采用機械彈簧,這次的設計改進主要是在底座和水冷板上進行設計改進。是綜合考慮橡膠支座高溫老化特性 、導熱墊的粘彈性特性,冷卻板的截面剛度以及組成部件的高度公差來優(yōu)化設計。這里的Thermal Pad每個模組分了四條黃色的帶,可能等到拆解才能看得清楚,如果這樣可能采用了涂導熱膠的工藝節(jié)約整體的用Thermal Pad的量。
圖5 模組和導熱墊的設計結(jié)構(gòu)
小結(jié):總體來說,基于標準模組的設計到2020年在國內(nèi)受到了很多的挑戰(zhàn),大家都努力開始往CTP和更激進的設計思路走。從2021年開始,我們將可能看到國外大量的電池系統(tǒng)也開始接受這樣的設計元素.
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原文標題:本田的電池模組和冷板設計 | 總工札記
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