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本田的兩代PHEV、BEV的電池系統(tǒng)內(nèi)的熱管理設(shè)計(jì)

geQw_gh_a6b9141 ? 來源:高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用 ? 2020-05-20 10:58 ? 次閱讀
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編者按

把本田的兩代PHEV、BEV的電池系統(tǒng)內(nèi)的熱管理設(shè)計(jì)單獨(dú)拿出來細(xì)致的分解。總體來說,本田的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶著非常強(qiáng)的演進(jìn)方式,可以把這兩個(gè)設(shè)計(jì),和后續(xù)本田和通用的BEV3的模組設(shè)計(jì)來比較,是存在很多設(shè)計(jì)理念方面迭代和演進(jìn)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(chǔ)上把電芯往高能量密度的方向在改進(jìn)。模組的數(shù)量從17個(gè)改為12個(gè),模組的長度按照示意圖來看,是進(jìn)一步拉長了一些。整個(gè)電池報(bào)的結(jié)構(gòu)布置,基本是沿用的;在電子電氣方面,把兩個(gè)配電盒合并放在電池系統(tǒng)的輸出前方,兩個(gè)BMS左右配置的方式也是和之前完全一樣的。

圖1 兩個(gè)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?dāng)?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(shè)計(jì)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(dú)立的水冷板的方式,兩個(gè)模組共用一塊長的水冷板(Water Jacket)布置在個(gè)模組的底部。和之前不一樣的地方:

1)PHEV:從一頭進(jìn)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(jìn)出水口設(shè)置在冷板的中間,進(jìn)出水管也布置在中間,這里在之前的做法里面,改進(jìn)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(gè)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(gè)TIM是一整塊。

圖3 之前的冷板的設(shè)計(jì)

兩個(gè)系統(tǒng)的流速是有一定的差異的,一個(gè)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(shí)際的差額是大于0.5K/min,這里還是7個(gè)流道回路和12個(gè)流道回路的設(shè)計(jì)差異。

圖4 兩個(gè)冷板設(shè)計(jì)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(gè)圈,這里采取了口琴管式的18個(gè)流道。在這里設(shè)計(jì)改進(jìn)還有水冷板的支撐結(jié)構(gòu),之前的電池系統(tǒng)是采用機(jī)械彈簧,這次的設(shè)計(jì)改進(jìn)主要是在底座和水冷板上進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。是綜合考慮橡膠支座高溫老化特性 、導(dǎo)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(shè)計(jì)。這里的Thermal Pad每個(gè)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(dǎo)熱膠的工藝節(jié)約整體的用Thermal Pad的量。

圖5 模組和導(dǎo)熱墊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

小結(jié):總體來說,基于標(biāo)準(zhǔn)模組的設(shè)計(jì)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(jìn)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)元素.

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原文標(biāo)題:本田的電池模組和冷板設(shè)計(jì) | 總工札記

文章出處:【微信號:gh_a6b91417f850,微信公眾號:高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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