解析奧迪PPE平臺電池專利：比MEB的更具 “心思”
時間:2020-03-16 08:39來源:2030出行研究室 作者:朱玉龍
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今年1月，奧迪的《機動車輛的牽引電池》專利公布，這個電池系統(tǒng)有點像是PPE平臺的電池方案設計，我們從這個專利里面可以解讀出PPE在之前的E-tron跟MEB平臺設計的差異性——這套電池設計的高度是比較矮的，是適用于轎車的面向高端化的設計構(gòu)思。
圖1 專利描述
1） PPE模組結(jié)構(gòu)
在下面的示意圖中，展示了八個電池模塊（模塊殼體）和（14）八個可彈性變形的元件。這個8個殼體往下細翻，可以看出PPE的模組設計方案，是建立在MEB的590基礎上的，這里設計的思路，是使用兩個橫向分割長度的模組，形成一個一體化結(jié)構(gòu)的長模組設計，長模組之間含有中間隔板，將模組分為前后兩個部分。用專利的說法是，電池長模組包含了下面的長模組殼體，主要包含兩個對置的第一側(cè)板（長邊，我們通常成為側(cè)板） 和兩個對置的第二端板（窄邊），這兩個板相擰接。
圖2 PPE的模組方案
現(xiàn)實來說，這個有點像之前蜂巢展示的一個長條的CTP方案，如下圖所示，這兩個在結(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，在這里兩種不同的電芯放進去以后通過分隔板之后形成一體化，中間可以做電氣分割，也可以直接進行串聯(lián)，然后像下圖蜂巢那樣做的長模組直接進行連接點的串聯(lián)，以保證電氣連接的簡潔性。
專利的說法：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致的力，應對在對電池模塊充電和放電時能夠形成這樣的體積變化。
圖3 蜂巢的CTP展示效果
在這個里面，有個很重要的特征，是模塊殼體的底板，是把冷卻板直接集成在這個里面，所以在兩個對置的窄邊上側(cè)壁伸出冷卻劑，這是考慮結(jié)構(gòu)的簡潔性，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，另一端出。
專利的說法備注：相應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)段上是彼此間隔開的，同時形成冷卻通道。
圖4 模組的冷卻結(jié)構(gòu)
2） 從模組的角度看問題
在這個方案里面，我們能看到對于Pack的簡化，把原來390&590的模組進一步強化，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?shù)囊徊糠諴ack的功能，而Pack的外圍就只有彈性保護、底板、外框和四周的殼體。可以說這里Pack倒是非常簡化，模組做完以后就能夠十分簡單的把保護件搭起來。嚴格來說，把保護的那部分放在車上，特別是外框集成底盤，這個路子也是走得通的，相比CTP有兩個顯著優(yōu)點——兼容軟包和方殼，也同時把Pack簡化了，而且能把一部分的結(jié)構(gòu)設計在車里面。
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的電池設計還是費了很多的心思，也是努力在降低成本，盡可能把Pack的組裝和設計簡單化。這個電池設計的好處是模組之間相互獨立，能拆，而且長模組前后兩部分也可以分斷，一定程度上使得維修的可行性和便利性更好一些，我認為這套設計還是很出彩的。
作者簡介：朱玉龍，資深電動汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，在電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電子電氣架構(gòu)方面有較深的認識和實踐。
(責任編輯：子蕊)
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