目前為止,LG與歐洲幾個車企業(yè)合作的代表車型如捷豹I-PACE、奧迪 e-tron、保時捷Taycan等,在電池包的整體結(jié)構(gòu)架構(gòu)上采用了相似的“三明治”型設(shè)計。
e-tron 與Taycan的箱體結(jié)構(gòu)示例如下。從層級上看,均可以分為頂層(箱體上蓋)、中間體(結(jié)構(gòu)框架+下箱體)、底層(水冷板+防護板)。這里結(jié)構(gòu)框架主要由PACK內(nèi)的縱橫梁和PACK的外邊框構(gòu)成,它們是整個PACK內(nèi)部的機械承載體,同時也是防碰撞的主體,對整車而言則增加了整車的剛性。
這是軟包設(shè)計方案中一種非常有代表性的案例,我們可以從保時捷Taycan電池包的專利中來詳細聚焦幾點。同特斯拉一樣,Taycan的專利與實際的設(shè)計保持了相對較高的一致性,下圖是它的一個電池包結(jié)構(gòu)爆炸圖,可以看,只有尾部上蓋的外形與實際不同外。
箱體上蓋18可以通過鋁合金來制造,厚度在2mm左右;防護板7位于電池包的最下層,也是整個車底盤直接裸露、面向地面的部分,可以通過鋁合金來制造,厚度在3或6mm左右(兩個專利,其中一個披露值為3mm,另一個為6mm);尾部下箱體8 位于模組102與水冷板6之間,可以鋁合金來制造,厚度在1.5mm左右。水冷板是一個多部分組合體,既可以由2個,3個或更多個獨立的水冷板(系統(tǒng))并行工作,也可以構(gòu)成一個整體統(tǒng)一控制。水冷板可以通過鋁合金制造,壁厚在1mm之上。
沿整車行車方向、PACK的軸向進行剖視,整個電池包的剖視圖如下。
電池包上蓋9通過螺釘與橫梁8進行連接和固定(這里沒有體現(xiàn)出與電池包外邊框的固定),橫梁可以通過鋁合金或鋼來進行制造,寬度在10mm左右;模組通過緊固件(螺釘)與焊接螺柱固與下箱體3進行連接,3可以通過金屬板來制造,材料為鋁或鋼,寬度可以3個毫米。
再往下分析(可結(jié)合下圖),就是下箱體-水冷板-防護板之間的內(nèi)部設(shè)計,是相對精彩的地方。首先,水冷板17會通過釬焊與下箱體連接,而下箱體3與防護板4之間的連接則通過連接件5來實現(xiàn),保時捷希望連接件5與防護板之間的連接是可拆卸的,比如螺釘,而下箱體與連接件5的連接則為不可拆卸,比如焊接或膠粘。
連接件5的高度會大于水冷板的高度,因此,整個下箱體與防護板之間會有一定的腔隙,此處保時捷采用了支撐泡棉,用于對水冷板施加一個Z向的預(yù)緊力,以便水冷板與下箱保持良好的接觸,支撐泡棉是一種彈性單元,還可以緩沖Z向的振動和沖擊。
三明治結(jié)構(gòu)架構(gòu)的設(shè)計重點在于“兩個內(nèi)腔的設(shè)計”,一是PACK內(nèi)腔,二是下箱體-防護板內(nèi)腔;這二者既具有很強的平臺化基礎(chǔ),也可以形成不少定制化的方案,這對于電芯/PACK企業(yè)來說是有利的,提升開發(fā)效率,極大降低成本,各家主機廠可以共用的技術(shù)模塊較多。
來源: 知化汽車
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