加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

Volvo SPA2 电池设计的一些细节

2020/12/10
320
阅读需 4 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

找到一篇有关 SPA2 的电池系统外壳设计优化的论文,里面有关 SPA2 平台也就是我们看到极星 2 的电池系统的设计的细节。在本文中也是为了做一些补充,从当下的角度来看,参考的意义并不大。由于这篇论文主要分两部分,一部分是背景介绍,然后聚焦到采用不同的材料实现轻量化的路径,我也想分为两部分来做一些整理。

SPA2 的平台 SPA2 的 BEV 平台,是 Volvo 基于 SPA 的架构上魔改出来的,如下所示,电池系统是在之前 SPA2 的 PHEV 电池空间中间布局基础上做了很多的修改。电池内部的主体结构主要包括电池壳体、冷却系统、自动断开单元、母线排、电池模组和电池上盖。

图 1 SPA2 电池平台的基本结构

如图 2 所示,从这个角度能把整体的部件结构分清楚,和目前往大模组(长模组结构或者是双排大模组)和 CTP 相比,由于模组的分散性,对应的 BMS 的采样线、铜排设计和水冷板设计都相对比较复杂。

图 2 SPA2 电池分解试图

如下如所示,基于小模组的设计的铜排+高压线的连接,一个是需要根据模组的间距配置不同的连接,里面可能用到不同的部件,从数量和复杂度来看在之前的设计中是很难规避的,从总的成本可能在 600 的基数,过渡到大模组可以实现 1/3 左右的成本,很大一部分是被模组内的铝排设计所替代 .

图 3 SPA2 的铜排和高压线连接设计

在之前 Polestar 2 的模组是以软包电芯的形式发布的,如下图所示,在中国的版本中采用的方壳电池,12 颗电芯组成一个模组,然后每 3 颗电芯配置一个缓冲的泡棉。

图 4 SPA2 电池系统的方壳模组设计

在电池系统里面,BDU 的设计和之前是比较相似的,为了节约高度和连接设计,主接触器都躺下来,分快充、前驱和后驱来配置熔丝,并且为主要的辅助供电路径也使用了高压继电器

图 5 SPA2 电池系统的 BDU 设计

采用叠起来的模组设计,需要仔细地考虑二层模组的散热和固定,在这里面延续我们比较熟悉的导热垫的设计方法,如下图所示为电池系统配置散热系统,这里存在多块不一样的导热板,也客观增加了成本。

图 6 SPA2 电池的冷却板

最后一部分是这个电池托盘的设计,整个托盘包含横梁(保护电池模块免受侧向方向的碰撞载荷),9 个底板(保护电池免受底部方向侵入),门槛梁位于托盘托盘的左右两端(承受横向碰撞载荷)和铸件(托盘的前后两侧,承受汽车前后方向的碰撞载荷)。

图 7 SPA2 电池的托盘

后续的托盘材料优化和选择,主要是根据以下的侧柱碰的最坏情况来分析的。

图 8 侧柱碰下的托盘保护结构

 

小结:这是一份资料性的总结,供各位读者参考,从这个电池系统的设计来看,是没考虑热失控方面的内容的。

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
DG412DY-T1-E3 1 Vishay Intertechnologies Analog Switch Quad SPST 16-Pin SOIC N T/R

ECAD模型

下载ECAD模型
$2.86 查看
XTR117AIDGKT 1 Texas Instruments XTR117 4-20mA Current Loop Transmitter 8-VSSOP -40 to 125

ECAD模型

下载ECAD模型
$3.8 查看
L6470HTR 1 STMicroelectronics Fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPI

ECAD模型

下载ECAD模型
$7.05 查看

相关推荐

电子产业图谱

笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。