解析奧迪PPE平臺(tái)電池專(zhuān)利：比MEB的更具 “心思”
時(shí)間:2020-03-16 08:39來(lái)源:2030出行研究室 作者:朱玉龍
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今年1月，奧迪的《機(jī)動(dòng)車(chē)輛的牽引電池》專(zhuān)利公布，這個(gè)電池系統(tǒng)有點(diǎn)像是PPE平臺(tái)的電池方案設(shè)計(jì)，我們從這個(gè)專(zhuān)利里面可以解讀出PPE在之前的E-tron跟MEB平臺(tái)設(shè)計(jì)的差異性——這套電池設(shè)計(jì)的高度是比較矮的，是適用于轎車(chē)的面向高端化的設(shè)計(jì)構(gòu)思。
圖1 專(zhuān)利描述
1） PPE模組結(jié)構(gòu)
在下面的示意圖中，展示了八個(gè)電池模塊（模塊殼體）和（14）八個(gè)可彈性變形的元件。這個(gè)8個(gè)殼體往下細(xì)翻，可以看出PPE的模組設(shè)計(jì)方案，是建立在MEB的590基礎(chǔ)上的，這里設(shè)計(jì)的思路，是使用兩個(gè)橫向分割長(zhǎng)度的模組，形成一個(gè)一體化結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)模組設(shè)計(jì)，長(zhǎng)模組之間含有中間隔板，將模組分為前后兩個(gè)部分。用專(zhuān)利的說(shuō)法是，電池長(zhǎng)模組包含了下面的長(zhǎng)模組殼體，主要包含兩個(gè)對(duì)置的第一側(cè)板（長(zhǎng)邊，我們通常成為側(cè)板） 和兩個(gè)對(duì)置的第二端板（窄邊），這兩個(gè)板相擰接。
圖2 PPE的模組方案
現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，這個(gè)有點(diǎn)像之前蜂巢展示的一個(gè)長(zhǎng)條的CTP方案，如下圖所示，這兩個(gè)在結(jié)構(gòu)上比較相似。為了保證足夠的壓力，這里中間還是放置了隔板，可以兼容原有的軟包和方殼電芯的方案。也就是說(shuō)，在這里兩種不同的電芯放進(jìn)去以后通過(guò)分隔板之后形成一體化，中間可以做電氣分割，也可以直接進(jìn)行串聯(lián)，然后像下圖蜂巢那樣做的長(zhǎng)模組直接進(jìn)行連接點(diǎn)的串聯(lián)，以保證電氣連接的簡(jiǎn)潔性。
專(zhuān)利的說(shuō)法：側(cè)壁21a、21b（軟包的排布）和中間壁30（方殼的排布）尤其用于接收所謂的膨脹力，該膨脹力作為由電池模塊的體積變化而導(dǎo)致的力，應(yīng)對(duì)在對(duì)電池模塊充電和放電時(shí)能夠形成這樣的體積變化。
圖3 蜂巢的CTP展示效果
在這個(gè)里面，有個(gè)很重要的特征，是模塊殼體的底板，是把冷卻板直接集成在這個(gè)里面，所以在兩個(gè)對(duì)置的窄邊上側(cè)壁伸出冷卻劑，這是考慮結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔性，把電池的冷卻板集成在底板上。這塊板由上下兩部分拼接而成，通過(guò)兩邊和中間的接合，構(gòu)造出了冷卻液流道，如下圖，由一端進(jìn)，另一端出。
專(zhuān)利的說(shuō)法備注：相應(yīng)的模塊殼體的底壁具有上板和下板，上板和下板在第一區(qū)段上彼此貼靠并且在彼此連接，并且其中所述上板和下板在第二區(qū)段上是彼此間隔開(kāi)的，同時(shí)形成冷卻通道。
圖4 模組的冷卻結(jié)構(gòu)
2） 從模組的角度看問(wèn)題
在這個(gè)方案里面，我們能看到對(duì)于Pack的簡(jiǎn)化，把原來(lái)390&590的模組進(jìn)一步強(qiáng)化，奧迪工程師的想法就是把模組變大，使得它具備通用性而且能夠吸收相當(dāng)?shù)囊徊糠諴ack的功能，而Pack的外圍就只有彈性保護(hù)、底板、外框和四周的殼體。可以說(shuō)這里Pack倒是非常簡(jiǎn)化，模組做完以后就能夠十分簡(jiǎn)單的把保護(hù)件搭起來(lái)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，把保護(hù)的那部分放在車(chē)上，特別是外框集成底盤(pán)，這個(gè)路子也是走得通的，相比CTP有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)——兼容軟包和方殼，也同時(shí)把Pack簡(jiǎn)化了，而且能把一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在車(chē)?yán)锩妗?br />
圖5 PPE電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
小結(jié)：
相比MEB，可以看到PPE的電池設(shè)計(jì)還是費(fèi)了很多的心思，也是努力在降低成本，盡可能把Pack的組裝和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。這個(gè)電池設(shè)計(jì)的好處是模組之間相互獨(dú)立，能拆，而且長(zhǎng)模組前后兩部分也可以分?jǐn)啵欢ǔ潭壬鲜沟镁S修的可行性和便利性更好一些，我認(rèn)為這套設(shè)計(jì)還是很出彩的。
作者簡(jiǎn)介：朱玉龍，資深電動(dòng)汽車(chē)三電系統(tǒng)和汽車(chē)電子工程師，目前從事新能源汽車(chē)電子化工作，10年以上的新能源汽車(chē)專(zhuān)業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電子電氣架構(gòu)方面有較深的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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