SPA2的平臺 SPA2的BEV平臺,是基于沃爾沃SPA的架構(gòu)上魔改出來的,電池系統(tǒng)是在之前SPA2的PHEV電池空間中間布局基礎上做了很多的修改。
找到一篇有關(guān)SPA2的電池系統(tǒng)外殼設計優(yōu)化的論文,里面有關(guān)SPA2平臺也就是我們看到極星2的電池系統(tǒng)的設計的細節(jié)。
在本文中也是為了做一些補充,從當下的角度來看,參考的意義并不大。由于這篇論文主要分兩部分,一部分是背景介紹,然后聚焦到采用不同的材料實現(xiàn)輕量化的路徑,我也想分為兩部分來做一些整理。
SPA2的平臺 SPA2的BEV平臺,是沃爾沃基于SPA的架構(gòu)上魔改出來的,如下所示,電池系統(tǒng)是在之前SPA2的PHEV電池空間中間布局基礎上做了很多的修改。電池內(nèi)部的主體結(jié)構(gòu)主要包括電池殼體、冷卻系統(tǒng)、自動斷開單元、母線排、電池模組和電池上蓋。
圖1 SPA2電池平臺的基本結(jié)構(gòu)
如圖2所示,從這個角度能把整體的部件結(jié)構(gòu)分清楚,和目前往大模組(長模組結(jié)構(gòu)或者是雙排大模組)和CTP相比,由于模組的分散性,對應的BMS的采樣線、銅排設計和水冷板設計都相對比較復雜。
圖2 SPA2電池分解試圖
如下如所示,基于小模組的設計的銅排+高壓線的連接,一個是需要根據(jù)模組的間距配置不同的連接,里面可能用到不同的部件,從數(shù)量和復雜度來看在之前的設計中是很難規(guī)避的,從總的成本可能在600的基數(shù),過渡到大模組可以實現(xiàn)1/3左右的成本,很大一部分是被模組內(nèi)的鋁排設計所替代.
圖3 SPA2的銅排和高壓線連接設計
在之前Polestar 2的模組是以軟包電芯的形式發(fā)布的,如下圖所示,在中國的版本中采用的方殼電池,12顆電芯組成一個模組,然后每3顆電芯配置一個緩沖的泡棉。
圖4 SPA2電池系統(tǒng)的方殼模組設計
在電池系統(tǒng)里面,BDU的設計和之前是比較相似的,為了節(jié)約高度和連接設計,主接觸器都躺下來,分快充、前驅(qū)和后驅(qū)來配置熔絲,并且為主要的輔助供電路徑也使用了高壓繼電器。
圖5 SPA2電池系統(tǒng)的BDU設計
采用疊起來的模組設計,需要仔細地考慮二層模組的散熱和固定,在這里面延續(xù)我們比較熟悉的導熱墊的設計方法,如下圖所示為電池系統(tǒng)配置散熱系統(tǒng),這里存在多塊不一樣的導熱板,也客觀增加了成本。
圖6 SPA2電池的冷卻板
最后一部分是這個電池托盤的設計,整個托盤包含橫梁(保護電池模塊免受側(cè)向方向的碰撞載荷),9個底板(保護電池免受底部方向侵入),門檻梁位于托盤托盤的左右兩端(承受橫向碰撞載荷)和鑄件(托盤的前后兩側(cè),承受汽車前后方向的碰撞載荷)
圖7 SPA2電池的托盤
后續(xù)的托盤材料優(yōu)化和選擇,主要是根據(jù)以下的側(cè)柱碰的最壞情況來分析的。
圖8側(cè)柱碰下的托盤保護結(jié)構(gòu)
小結(jié):這是一份資料性的總結(jié),供各位讀者參考,從這個電池系統(tǒng)的設計來看,是沒考慮熱失控方面的內(nèi)容的。
原文標題:【億緯動力?總工札記】沃爾沃 SPA2 電池設計細節(jié)
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