奧迪的PPE平台電池專利解析

汽車電子的設計 發佈 2020-02-29T00:07:52+00:00

圖1 專利描述01 PPE 模組結構 在下圖中示意的展示了八個電池模塊和14八個可彈性變形的元件。圖2 蜂巢的CTP展示效果 在這個裡面,有個很重要的特徵,是模塊殼體的底板,這個是把冷卻板直接集成在這個裡面,所以在兩個對置的窄邊上側壁伸出冷卻劑,這是考慮結構的簡潔性,把電池的

1月10日,奧迪的《機動車輛的牽引電池》專利公布,這個電池系統有點像是PPE的電池方案設計,我們從這個專利裡面可以解讀出PPE在之前的E-tron和MEB平台設計的差異性,還有這個比較矮的,適用於轎車的面向高端化的設計構思。


01 PPE 模組結構

在下圖中示意的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,這裡設計的思路,是使用兩個橫向分割長度的模組,形成一個一體化結構的長模組設計,長模組之間含有中間隔板,將模組分為前後兩個部分。用專利的說法是,電池長模組包含下面的長模組殼體,主要包含兩個對置的第一側板(長邊,我們通常成為側板) 和兩個對置的第二端板(窄邊),這兩個板相擰接。

現實來說,這個有點像之前蜂巢展示的一長條的CTP方案,如下圖所示,這兩個在結構上比較相似。為了保證足夠的壓力,這裡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,在這裡兩種不同的電芯放進去以後通過分隔板之後形成一體化,中間可以做電氣分割,也可以直接進行串聯,然後像下圖蜂巢那樣做的長模組直接進行連接點的串聯以保證電氣連接的簡潔性。專利的說法:側壁21a、21b(軟包的排布)和中間壁30(方殼的排布)尤其用於接收所謂的膨脹力,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。

在這個裡面,有個很重要的特徵,是模塊殼體的底板,這個是把冷卻板直接集成在這個裡面,所以在兩個對置的窄邊上側壁伸出冷卻劑,這是考慮結構的簡潔性,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。專利的說法備註: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段上彼此貼靠並且在彼此連接,並且其中所述上板和下板在第二區段上是彼此間隔開的並且形成冷卻通道。


02 從模組的角度看問題

在這個方案裡面,我們能看到對於Pack的簡化,把原來390&590的模組進一步強化,奧迪的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的一部分Pack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。我可以這麼形象的說法,這裡Pack倒是非常簡化,模組做完以後就可以非常簡單把保護件搭起來。嚴格來說,把保護的那部分放在車上,特別是外框集成底盤,這個路也是走得通的。這裡比CTP有兩個大的有點,兼容軟包和方殼,也同時把Pack簡化了,而且能把一部分的東西設計在車裡面。

小結:相比MEB,PPE的電池設計還是費了很多的心思,也是努力在降低成本,儘可能把Pack的組裝和設計簡單化。這個好處模組之間是獨立的,能拆,而且長模組前後兩部分也可以分斷,一定程度上維修性更好一些,我覺得這個東西設計的還是不錯的

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