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本田的电池模组和冷板设计

  汽车电子设计   2020-10-01 次浏览

这两台车的模组数量是比较一致的,Clarity PHEV和Honda BEV的电池参数如下所示。Honda e BEV是在Clarity PHEV的基础上把电芯往高能量密度的方向在改进。模组的数量从17个改为12个,模组的长度按照示意图来看,是进一步拉长了一些。整个电池报的结构布置,基本是沿用的;在电子电气方面,把两个配电盒合并放在电池系统的输出前方,两个BMS左右配置的方式也是和之前完全一样的。


图1 两个电池系统的配置对比  


备注:目前松下的电芯,猜测可能是50Ah左右的,串数增加,总电压在350V左右 如下图所示,在电池系统内模组是横着放,还是竖着放的设计来看,横着放的有大众、通用、福特、丰田、本田、宝马;竖着放的有特斯拉;横竖结合以竖为主的为现代/起亚、奔驰两家。 


电池系统内冷却结构


而内部水冷板,Honda e是沿用之前的方案,采用了独立的水冷板的方式,两个模组共用一块长的水冷板(Water Jacket)布置在个模组的底部。和之前不一样的地方: 

1)PHEV:从一头进另一头出,从尾部的四块水冷版接入,然后从头部的三块板串行输出 

2)BEV:进出水口设置在冷板的中间,进出水管也布置在中间,这里在之前的做法里面,改进了串联的部分,这里可能也涉及到一定的妥协 

备注:目前来看,绝大部分专用的BEV平台都是考虑把电池托盘和水冷板一体化 


图2 电池系统内的冷却板 


这里两个电池包的宽度也可能有一定的差异,之前PHEV的冷板明显是一整块,而BEV的做法是两块结合在一起,和中间的板子结合在一起,这个TIM是一整块。 


图3 之前的冷板的设计 


两个系统的流速是有一定的差异的,一个是1.5L/min,差异在0.5K/min;而并联后的流速的需求在1.3L/min左右,实际的差额是大于0.5K/min,这里还是7个流道回路和12个流道回路的设计差异。 


图4 两个冷板设计内的冷却液流速差异 


与之前的水冷板相比,由于BEV里面的水冷板需要打个圈,这里采取了口琴管式的18个流道。在这里设计改进还有水冷板的支撑结构,之前的电池系统是采用机械弹簧,这次的设计改进主要是在底座和水冷板上进行设计改进。是综合考虑橡胶支座高温老化特性 、导热垫的粘弹性特性,冷却板的截面刚度以及组成部件的高度公差来优化设计。这里的Thermal Pad每个模组分了四条黄色的带,可能等到拆解才能看得清楚,如果这样可能采用了涂导热胶的工艺节约整体的用Thermal Pad的量。 


图5 模组和导热垫的设计结构

小结:总体来说,基于标准模组的设计到2020年在国内受到了很多的挑战,大家都努力开始往CTP和更激进的设计思路走。从2021年开始,我们将可能看到国外大量的电池系统也开始接受这样的设计元素.


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