引言:继续昨天的话题,把本田的两代 PHEV、BEV 的电池系统内的热管理设计单独拿出来细致的分解下。总体来说,本田的电池系统设计带着非常强的演进方式,我们可以把这两个设计,和后续本田和通用的 BEV3 的模组设计来比较,是存在很多设计理念方面迭代和演进的地方。

 

01  电池系统参数的概览

 

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。 

 

02 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 .